intr: Add ELCR support
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_atalk.h"
46 #include "opt_compat.h"
47 #include "opt_cpu.h"
48 #include "opt_ddb.h"
49 #include "opt_directio.h"
50 #include "opt_inet.h"
51 #include "opt_ipx.h"
52 #include "opt_msgbuf.h"
53 #include "opt_swap.h"
54 #include "opt_apic.h"
55
56 #include <sys/param.h>
57 #include <sys/systm.h>
58 #include <sys/sysproto.h>
59 #include <sys/signalvar.h>
60 #include <sys/kernel.h>
61 #include <sys/linker.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/priv.h>
65 #include <sys/buf.h>
66 #include <sys/reboot.h>
67 #include <sys/mbuf.h>
68 #include <sys/msgbuf.h>
69 #include <sys/sysent.h>
70 #include <sys/sysctl.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/bus.h>
73 #include <sys/upcall.h>
74 #include <sys/usched.h>
75 #include <sys/reg.h>
76
77 #include <vm/vm.h>
78 #include <vm/vm_param.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_object.h>
82 #include <vm/vm_page.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_pager.h>
85 #include <vm/vm_extern.h>
86
87 #include <sys/thread2.h>
88 #include <sys/mplock2.h>
89
90 #include <sys/user.h>
91 #include <sys/exec.h>
92 #include <sys/cons.h>
93
94 #include <ddb/ddb.h>
95
96 #include <machine/cpu.h>
97 #include <machine/clock.h>
98 #include <machine/specialreg.h>
99 #if JG
100 #include <machine/bootinfo.h>
101 #endif
102 #include <machine/md_var.h>
103 #include <machine/metadata.h>
104 #include <machine/pc/bios.h>
105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
107 #include <machine/smp.h>
108 #ifdef PERFMON
109 #include <machine/perfmon.h>
110 #endif
111 #include <machine/cputypes.h>
112
113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
114 #include <bus/isa/isa_device.h>
115 #endif
116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
117 #include <machine_base/isa/elcr_var.h>
118 #include <bus/isa/rtc.h>
119 #include <sys/random.h>
120 #include <sys/ptrace.h>
121 #include <machine/sigframe.h>
122
123 #include <sys/machintr.h>
124
125 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
126
127 extern void init386(int first);
128 extern void dblfault_handler(void);
129 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
130
131 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
132 extern void identify_cpu(void);
133 #if JG
134 extern void finishidentcpu(void);
135 #endif
136 extern void panicifcpuunsupported(void);
137
138 static void cpu_startup(void *);
139 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
140 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
141 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
142 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
143 #ifdef DIRECTIO
144 extern void ffs_rawread_setup(void);
145 #endif /* DIRECTIO */
146 static void init_locks(void);
147
148 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
149
150 #ifdef DDB
151 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
152 #endif
153
154 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
155
156 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
157 u_long  atdevbase;
158 #ifdef SMP
159 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
160 #else
161 int64_t tsc_offsets[1];
162 #endif
163
164 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
165 extern int swtch_optim_stats;
166 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
167         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
168 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
169         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
170 #endif
171
172 int physmem = 0;
173
174 u_long ebda_addr = 0;
175
176 static int
177 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
178 {
179         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
180         return (error);
181 }
182
183 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
184         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
185
186 static int
187 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
188 {
189         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
190                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
191         return (error);
192 }
193
194 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
195         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
196
197 static int
198 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
199 {
200         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
201                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
202         return (error);
203 }
204
205 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
206         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
207
208 vm_paddr_t Maxmem;
209 vm_paddr_t Realmem;
210
211 /*
212  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
213  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
214  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
215  * PHYSSEG entries.
216  */
217 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
218
219 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
220 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
221
222 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
223 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
224 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
225
226 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
227 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
228 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
229 static struct trapframe proc0_tf;
230
231 static void
232 cpu_startup(void *dummy)
233 {
234         caddr_t v;
235         vm_size_t size = 0;
236         vm_offset_t firstaddr;
237
238         if (boothowto & RB_VERBOSE)
239                 bootverbose++;
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         cpu_setregs();
392 }
393
394 /*
395  * Send an interrupt to process.
396  *
397  * Stack is set up to allow sigcode stored
398  * at top to call routine, followed by kcall
399  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
400  * resets the signal mask, the stack, and the
401  * frame pointer, it returns to the user
402  * specified pc, psl.
403  */
404 void
405 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
406 {
407         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
408         struct proc *p = lp->lwp_proc;
409         struct trapframe *regs;
410         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
411         struct sigframe sf, *sfp;
412         int oonstack;
413         char *sp;
414
415         regs = lp->lwp_md.md_regs;
416         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
417
418         /* Save user context */
419         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
420         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
421         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
422         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
423         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
424         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
425
426         /* Make the size of the saved context visible to userland */
427         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
428
429         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
430         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
431                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
432
433         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
434         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
435             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
436                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
437                               sizeof(struct sigframe));
438                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
439         } else {
440                 /* We take red zone into account */
441                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
442         }
443
444         /* Align to 16 bytes */
445         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
446
447         /* Translate the signal is appropriate */
448         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
449                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
450                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
451         }
452
453         /*
454          * Build the argument list for the signal handler.
455          *
456          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
457          */
458         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
459         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
460
461         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
462                 /*
463                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
464                  *
465                  * action(signo, siginfo, ucontext)
466                  */
467                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
468                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
469                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
470
471                 /* fill siginfo structure */
472                 sf.sf_si.si_signo = sig;
473                 sf.sf_si.si_code = code;
474                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
475         } else {
476                 /*
477                  * Old FreeBSD-style arguments.
478                  *
479                  * handler (signo, code, [uc], addr)
480                  */
481                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
482                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
483                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
484         }
485
486         /*
487          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
488          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
489          * eflags.
490          */
491 #if JG
492         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
493                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
494                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
495
496                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
497                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
498                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
499                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
500
501                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
502                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
503                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
504                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
505
506                 /*
507                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
508                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
509                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
510                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
511                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
512                  */
513                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
514         }
515 #endif
516
517         /*
518          * Save the FPU state and reinit the FP unit
519          */
520         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
521
522         /*
523          * Copy the sigframe out to the user's stack.
524          */
525         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
526                 /*
527                  * Something is wrong with the stack pointer.
528                  * ...Kill the process.
529                  */
530                 sigexit(lp, SIGILL);
531         }
532
533         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
534         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
535
536         /*
537          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
538          * on function entry
539          */
540         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
541
542         /*
543          * 64 bit mode has a code and stack selector but
544          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
545          * stored in-context.
546          */
547         regs->tf_cs = _ucodesel;
548         regs->tf_ss = _udatasel;
549 }
550
551 /*
552  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
553  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
554  * issue.
555  *
556  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
557  * bad idea?
558  */
559 int
560 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
561 {
562         frame->tf_cs = _ucodesel;
563         frame->tf_ss = _udatasel;
564         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
565         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
566         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
567
568         return(0);
569 }
570
571 /*
572  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
573  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
574  */
575 int
576 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
577 {
578         return(0);
579 }
580
581 /*
582  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
583  *
584  * System call to cleanup state after a signal
585  * has been taken.  Reset signal mask and
586  * stack state from context left by sendsig (above).
587  * Return to previous pc and psl as specified by
588  * context left by sendsig. Check carefully to
589  * make sure that the user has not modified the
590  * state to gain improper privileges.
591  *
592  * MPSAFE
593  */
594 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
595 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
596
597 int
598 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
599 {
600         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
601         struct proc *p = lp->lwp_proc;
602         struct trapframe *regs;
603         ucontext_t uc;
604         ucontext_t *ucp;
605         register_t rflags;
606         int cs;
607         int error;
608
609         /*
610          * We have to copy the information into kernel space so userland
611          * can't modify it while we are sniffing it.
612          */
613         regs = lp->lwp_md.md_regs;
614         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
615         if (error)
616                 return (error);
617         ucp = &uc;
618         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
619
620         /* VM (8086) mode not supported */
621         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
622
623 #if JG
624         if (eflags & PSL_VM) {
625                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
626                 struct vm86_kernel *vm86;
627
628                 /*
629                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
630                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
631                  */
632                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
633                         return (EINVAL);
634                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
635                 if (vm86->vm86_inited == 0)
636                         return (EINVAL);
637
638                 /* go back to user mode if both flags are set */
639                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
640                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
641
642                 if (vm86->vm86_has_vme) {
643                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
644                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
645                 } else {
646                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
647                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
648                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
649                 }
650                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
651                 tf->tf_eflags = eflags;
652                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
653                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
654                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
655                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
656                 tf->tf_ds = _udatasel;
657                 tf->tf_es = _udatasel;
658                 tf->tf_fs = _udatasel;
659                 tf->tf_gs = _udatasel;
660         } else
661 #endif
662         {
663                 /*
664                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
665                  */
666                 /*
667                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
668                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
669                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
670                  * the signal context during signal handling and there is no
671                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
672                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
673                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
674                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
675                  */
676                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
677                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
678                         return(EINVAL);
679                 }
680
681                 /*
682                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
683                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
684                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
685                  */
686                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
687                 if (!CS_SECURE(cs)) {
688                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
689                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
690                         return(EINVAL);
691                 }
692                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
693         }
694
695         /*
696          * Restore the FPU state from the frame
697          */
698         crit_enter();
699         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
700
701         /*
702          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
703          * semantics against system calls.
704          */
705         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
706                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
707
708         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
709                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
710         else
711                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
712
713         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
714         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
715         crit_exit();
716         return(EJUSTRETURN);
717 }
718
719 /*
720  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
721  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
722  * already been pushed on the stack.
723  */
724 struct upc_frame {
725         register_t      rax;
726         register_t      rcx;
727         register_t      rdx;
728         register_t      flags;
729         register_t      oldip;
730 };
731
732 void
733 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
734 {
735         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
736         struct trapframe *regs;
737         struct upcall upcall;
738         struct upc_frame upc_frame;
739         int     crit_count = 0;
740
741         /*
742          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
743          * context, switch back to the virtual kernel context before
744          * trying to post the signal.
745          */
746         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
747                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
748                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
749         }
750
751         /*
752          * Get the upcall data structure
753          */
754         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
755             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
756         ) {
757                 vu->vu_pending = 0;
758                 kprintf("bad upcall address\n");
759                 return;
760         }
761
762         /*
763          * If the data structure is already marked pending or has a critical
764          * section count, mark the data structure as pending and return 
765          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
766          */
767         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
768                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
769                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
770                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
771                                 sizeof(upcall.upc_pending));
772                 }
773                 return;
774         }
775
776         /*
777          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
778          *
779          * Bump our critical section count and set or clear the
780          * user pending flag depending on whether more upcalls are
781          * pending.  The user will be responsible for calling 
782          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
783          */
784         vu->vu_pending = 0;
785         upcall.upc_pending = morepending;
786         ++crit_count;
787         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
788                 sizeof(upcall.upc_pending));
789         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
790                 sizeof(int));
791
792         /*
793          * Construct a stack frame and issue the upcall
794          */
795         regs = lp->lwp_md.md_regs;
796         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
797         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
798         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
799         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
800         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
801         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
802             sizeof(upc_frame)) != 0) {
803                 kprintf("bad stack on upcall\n");
804         } else {
805                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
806                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
807                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
808                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
809                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
810         }
811 }
812
813 /*
814  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
815  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
816  * being overwritten by the syscall return value.
817  *
818  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
819  * and the function pointer in %eax.  
820  */
821 int
822 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
823 {
824         struct upc_frame upc_frame;
825         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
826         struct trapframe *regs;
827         int error;
828         struct upcall upcall;
829         int crit_count;
830
831         regs = lp->lwp_md.md_regs;
832
833         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
834         if (error == 0) {
835             if (vu) {
836                 /*
837                  * This jumps us to the next ready context.
838                  */
839                 vu->vu_pending = 0;
840                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
841                 crit_count = 0;
842                 if (error == 0)
843                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
844                 ++crit_count;
845                 if (error == 0)
846                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
847                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
848                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
849                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
850                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
851                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
852             } else {
853                 /*
854                  * This returns us to the originally interrupted code.
855                  */
856                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
857                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
858                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
859                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
860                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
861                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
862                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
863                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
864             }
865         }
866         if (error == 0)
867                 error = EJUSTRETURN;
868         return(error);
869 }
870
871 /*
872  * Machine dependent boot() routine
873  *
874  * I haven't seen anything to put here yet
875  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
876  */
877 void
878 cpu_boot(int howto)
879 {
880 }
881
882 /*
883  * Shutdown the CPU as much as possible
884  */
885 void
886 cpu_halt(void)
887 {
888         for (;;)
889                 __asm__ __volatile("hlt");
890 }
891
892 /*
893  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
894  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
895  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
896  *
897  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
898  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
899  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
900  * critical section.
901  *
902  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
903  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
904  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
905  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
906  *
907  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
908  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
909  *
910  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
911  *       must occur before it starts using ACPI halt.
912  */
913 static int      cpu_idle_hlt = 2;
914 static int      cpu_idle_hltcnt;
915 static int      cpu_idle_spincnt;
916 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
917 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
918     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
919 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
920     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
921 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
922     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
923 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
924     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
925
926 static void
927 cpu_idle_default_hook(void)
928 {
929         /*
930          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
931          * following the sti.
932          */
933         __asm __volatile("sti; hlt");
934 }
935
936 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
937 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
938
939 void
940 cpu_idle(void)
941 {
942         globaldata_t gd = mycpu;
943         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
944         int reqflags;
945         int quick;
946
947         crit_exit();
948         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
949         for (;;) {
950                 /*
951                  * See if there are any LWKTs ready to go.
952                  */
953                 lwkt_switch();
954
955                 /*
956                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
957                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
958                  * splz() does the job.
959                  *
960                  * cpu_idle_hlt:
961                  *      0       Never halt, just spin
962                  *
963                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
964                  *              This typically eats more power than the
965                  *              ACPI halt.
966                  *
967                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
968                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
969                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
970                  *
971                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
972                  *              eats the least amount of power but the cpu
973                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
974                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
975                  *
976                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
977                  *       section.
978                  *
979                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
980                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
981                  *       it overflows.
982                  */
983                 ++gd->gd_idle_repeat;
984                 reqflags = gd->gd_reqflags;
985                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
986                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
987                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
988
989                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
990                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
991                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
992                         ++cpu_idle_hltcnt;
993                 } else if (cpu_idle_hlt) {
994                         __asm __volatile("cli");
995                         splz();
996                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
997                                 if (quick)
998                                         cpu_idle_default_hook();
999                                 else
1000                                         cpu_idle_hook();
1001                         }
1002                         __asm __volatile("sti");
1003                         ++cpu_idle_hltcnt;
1004                 } else {
1005                         splz();
1006                         __asm __volatile("sti");
1007                         ++cpu_idle_spincnt;
1008                 }
1009         }
1010 }
1011
1012 #ifdef SMP
1013
1014 /*
1015  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1016  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1017  * we let it spin.
1018  */
1019 void
1020 cpu_spinlock_contested(void)
1021 {
1022         cpu_pause();
1023 }
1024
1025 #endif
1026
1027 /*
1028  * Clear registers on exec
1029  */
1030 void
1031 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1032 {
1033         struct thread *td = curthread;
1034         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1035         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1036         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1037
1038         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1039         user_ldt_free(pcb);
1040   
1041         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1042         regs->tf_rip = entry;
1043         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1044         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1045         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1046         regs->tf_ss = _udatasel;
1047         regs->tf_cs = _ucodesel;
1048         regs->tf_rbx = ps_strings;
1049
1050         /*
1051          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1052          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1053          */
1054         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1055                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1056                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1057                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1058                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1059                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1060                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1061                 if (pcb == td->td_pcb) {
1062                         /*
1063                          * Clear the debug registers on the running
1064                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1065                          * the next process we switch to.
1066                          */
1067                         reset_dbregs();
1068                 }
1069                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1070         }
1071
1072         /*
1073          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1074          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1075          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1076          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1077          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1078          */
1079         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1080
1081         /*
1082          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1083          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1084          *       may panic in npxdna().
1085          */
1086         crit_enter();
1087         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1088
1089         /*
1090          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1091          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1092          *       code knows what the current MSR values are.
1093          */
1094         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1095         pcb->pcb_gsbase = 0;
1096         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1097         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1098         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1099         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1100
1101         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1102         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1103         crit_exit();
1104
1105         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1106         pcb->pcb_es = _udatasel;
1107         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1108         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1109 }
1110
1111 void
1112 cpu_setregs(void)
1113 {
1114         register_t cr0;
1115
1116         cr0 = rcr0();
1117         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1118         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1119         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1120         load_cr0(cr0);
1121         load_gs(_udatasel);
1122 }
1123
1124 static int
1125 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1126 {
1127         int error;
1128         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1129                 req);
1130         if (!error && req->newptr)
1131                 resettodr();
1132         return (error);
1133 }
1134
1135 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1136         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1137
1138 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1139         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1140
1141 #if JG
1142 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1143         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1144 #endif
1145
1146 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1147         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1148
1149 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1150 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1151         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1152
1153 /*
1154  * Initialize 386 and configure to run kernel
1155  */
1156
1157 /*
1158  * Initialize segments & interrupt table
1159  */
1160
1161 int _default_ldt;
1162 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1163 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1164 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1165 #if JG
1166 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1167 #endif
1168
1169 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1170 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1171
1172 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1173 extern int has_f00f_bug;
1174 #endif
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 u_int basemem;
1342
1343 /*
1344  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1345  * available physical memory in the system, then test this memory and
1346  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1347  *
1348  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1349  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1350  *
1351  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1352  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1353  *
1354  * XXX first should be vm_paddr_t.
1355  */
1356 static void
1357 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1358 {
1359         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1360         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1361         u_long physmem_tunable;
1362         pt_entry_t *pte;
1363         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1364         u_int32_t smapsize;
1365         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1366
1367         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1368         basemem = 0;
1369         physmap_idx = 0;
1370
1371         /*
1372          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1373          *
1374          * subr_module.c says:
1375          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1376          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1377          */
1378         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1379             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1380         if (smapbase == NULL)
1381                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1382
1383         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1384         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1385
1386         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1387                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1388                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1389                             smap->type, smap->base, smap->length);
1390
1391                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1392                         continue;
1393
1394                 if (smap->length == 0)
1395                         continue;
1396
1397                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1398                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1399                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1400                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1401                                                 "memory region, ignoring "
1402                                                 "second region\n");
1403                                 }
1404                                 continue;
1405                         }
1406                 }
1407                 Realmem += smap->length;
1408
1409                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1410                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1411                         continue;
1412                 }
1413
1414                 physmap_idx += 2;
1415                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1416                         kprintf("Too many segments in the physical "
1417                                 "address map, giving up\n");
1418                         break;
1419                 }
1420                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1421                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1422         }
1423
1424         /*
1425          * Find the 'base memory' segment for SMP
1426          */
1427         basemem = 0;
1428         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1429                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1430                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1431                         break;
1432                 }
1433         }
1434         if (basemem == 0)
1435                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1436
1437 #ifdef SMP
1438         /* make hole for AP bootstrap code */
1439         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1440
1441         /* Save EBDA address, if any */
1442         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1443         ebda_addr <<= 4;
1444 #endif
1445
1446         /*
1447          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1448          * highest page of the physical address space.  It should be
1449          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1450          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1451          */
1452         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1453
1454 #ifdef MAXMEM
1455         Maxmem = MAXMEM / 4;
1456 #endif
1457
1458         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1459                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1460
1461         /*
1462          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1463          * in the system.
1464          */
1465         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1466                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1467
1468         /*
1469          *
1470          */
1471         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1472                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1473                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1474         }
1475
1476         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1477             (boothowto & RB_VERBOSE))
1478                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1479
1480         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1481         pmap_bootstrap(&first);
1482
1483         /*
1484          * Size up each available chunk of physical memory.
1485          */
1486         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1487         pa_indx = 0;
1488         da_indx = 1;
1489         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1490         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1491         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1492         pte = CMAP1;
1493
1494         /*
1495          * Get dcons buffer address
1496          */
1497         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1498             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1499                 dcons_addr = 0;
1500
1501         /*
1502          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1503          * round up the start address and round down the end address.
1504          */
1505         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1506                 vm_paddr_t end;
1507
1508                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1509                 if (physmap[i + 1] < end)
1510                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1511                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1512                         int tmp, page_bad, full;
1513                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1514
1515                         full = FALSE;
1516                         /*
1517                          * block out kernel memory as not available.
1518                          */
1519                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1520                                 goto do_dump_avail;
1521
1522                         /*
1523                          * block out dcons buffer
1524                          */
1525                         if (dcons_addr > 0
1526                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1527                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1528                                 goto do_dump_avail;
1529
1530                         page_bad = FALSE;
1531
1532                         /*
1533                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1534                          */
1535                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1536                         cpu_invltlb();
1537
1538                         tmp = *(int *)ptr;
1539                         /*
1540                          * Test for alternating 1's and 0's
1541                          */
1542                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1543                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1544                                 page_bad = TRUE;
1545                         /*
1546                          * Test for alternating 0's and 1's
1547                          */
1548                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1549                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1550                                 page_bad = TRUE;
1551                         /*
1552                          * Test for all 1's
1553                          */
1554                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1555                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1556                                 page_bad = TRUE;
1557                         /*
1558                          * Test for all 0's
1559                          */
1560                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1561                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1562                                 page_bad = TRUE;
1563                         /*
1564                          * Restore original value.
1565                          */
1566                         *(int *)ptr = tmp;
1567
1568                         /*
1569                          * Adjust array of valid/good pages.
1570                          */
1571                         if (page_bad == TRUE)
1572                                 continue;
1573                         /*
1574                          * If this good page is a continuation of the
1575                          * previous set of good pages, then just increase
1576                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1577                          * Note that "end" points one higher than end,
1578                          * making the range >= start and < end.
1579                          * If we're also doing a speculative memory
1580                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1581                          * so that we keep going. The first bad page
1582                          * will terminate the loop.
1583                          */
1584                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1585                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1586                         } else {
1587                                 pa_indx++;
1588                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1589                                         kprintf(
1590                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1591                                         pa_indx--;
1592                                         full = TRUE;
1593                                         goto do_dump_avail;
1594                                 }
1595                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1596                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1597                         }
1598                         physmem++;
1599 do_dump_avail:
1600                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1601                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1602                         } else {
1603                                 da_indx++;
1604                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1605                                         da_indx--;
1606                                         goto do_next;
1607                                 }
1608                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1609                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1610                         }
1611 do_next:
1612                         if (full)
1613                                 break;
1614                 }
1615         }
1616         *pte = 0;
1617         cpu_invltlb();
1618
1619         /*
1620          * XXX
1621          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1622          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1623          * calculation, etc.).
1624          */
1625         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1626             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1627                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1628                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1629                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1630         }
1631
1632         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1633
1634         /* Trim off space for the message buffer. */
1635         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1636
1637         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1638
1639         /* Map the message buffer. */
1640         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1641                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1642                     off);
1643 }
1644
1645 #ifdef SMP
1646 #ifdef APIC_IO
1647 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1648 #else
1649 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1650 #endif
1651 TUNABLE_INT("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1652 extern struct machintr_abi MachIntrABI_APIC;
1653 #endif
1654
1655 extern struct machintr_abi MachIntrABI_ICU;
1656 struct machintr_abi MachIntrABI;
1657
1658 /*
1659  * IDT VECTORS:
1660  *      0       Divide by zero
1661  *      1       Debug
1662  *      2       NMI
1663  *      3       BreakPoint
1664  *      4       OverFlow
1665  *      5       Bound-Range
1666  *      6       Invalid OpCode
1667  *      7       Device Not Available (x87)
1668  *      8       Double-Fault
1669  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1670  *      10      Invalid-TSS
1671  *      11      Segment not present
1672  *      12      Stack
1673  *      13      General Protection
1674  *      14      Page Fault
1675  *      15      Reserved
1676  *      16      x87 FP Exception pending
1677  *      17      Alignment Check
1678  *      18      Machine Check
1679  *      19      SIMD floating point
1680  *      20-31   reserved
1681  *      32-255  INTn/external sources
1682  */
1683 u_int64_t
1684 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1685 {
1686         caddr_t kmdp;
1687         int gsel_tss, x;
1688 #if JG
1689         int metadata_missing, off;
1690 #endif
1691         struct mdglobaldata *gd;
1692         u_int64_t msr;
1693
1694         /*
1695          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1696          */
1697         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1698         bzero(gd, sizeof(*gd));
1699
1700         /*
1701          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1702          * early in the boot sequence because the system assumes
1703          * that 'curthread' is never NULL.
1704          */
1705
1706         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1707         thread0.td_gd = &gd->mi;
1708
1709         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1710
1711 #if JG
1712         metadata_missing = 0;
1713         if (bootinfo.bi_modulep) {
1714                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1715                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1716         } else {
1717                 metadata_missing = 1;
1718         }
1719         if (bootinfo.bi_envp)
1720                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1721 #endif
1722
1723         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1724         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1725         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1726         if (kmdp == NULL)
1727                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1728         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1729         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1730 #ifdef DDB
1731         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1732         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1733 #endif
1734
1735         /*
1736          * Default MachIntrABI to ICU
1737          */
1738         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1739 #ifdef SMP
1740         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1741 #endif
1742
1743         /*
1744          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1745          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1746          */
1747         ncpus = 1;
1748         ncpus2 = 1;
1749         ncpus_fit = 1;
1750         /* Init basic tunables, hz etc */
1751         init_param1();
1752
1753         /*
1754          * make gdt memory segments
1755          */
1756         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1757                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1758
1759         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1760
1761         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1762                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1763                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1764         }
1765         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1766             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1767
1768         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1769         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1770         lgdt(&r_gdt);
1771
1772         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1773         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1774         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1775
1776         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1777         cpu_gdinit(gd, 0);
1778         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1779         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1780         safepri = TDPRI_MAX;
1781
1782         /* spinlocks and the BGL */
1783         init_locks();
1784
1785         /* exceptions */
1786         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1787                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1788         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1789         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1790         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1791         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1792         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1793         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1794         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1795         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1796         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1797         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1798         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1799         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1800         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1801         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1802         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1803         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1804         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1805         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1806         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1807
1808         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1809         r_idt.rd_base = (long) idt;
1810         lidt(&r_idt);
1811
1812         /*
1813          * Initialize the console before we print anything out.
1814          */
1815         cninit();
1816
1817 #if JG
1818         if (metadata_missing)
1819                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1820 #endif
1821
1822 #if     NISA >0
1823         elcr_probe();
1824         isa_defaultirq();
1825 #endif
1826         rand_initialize();
1827
1828 #ifdef DDB
1829         kdb_init();
1830         if (boothowto & RB_KDB)
1831                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1832 #endif
1833
1834 #if JG
1835         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1836         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1837         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1838 #endif
1839         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1840         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1841
1842         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1843         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1844                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1845                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1846         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1847         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1848
1849         /* double fault stack */
1850         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1851                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1852                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1853
1854         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1855         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1856
1857         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1858         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1859         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1860         ltr(gsel_tss);
1861
1862         /* Set up the fast syscall stuff */
1863         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1864         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1865         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1866         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1867         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1868               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1869         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1870         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1871
1872         getmemsize(kmdp, physfree);
1873         init_param2(physmem);
1874
1875         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1876
1877         /* Map the message buffer. */
1878 #if JG
1879         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1880                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1881 #endif
1882
1883         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1884
1885
1886         /* transfer to user mode */
1887
1888         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1889         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1890         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1891
1892         load_ds(_udatasel);
1893         load_es(_udatasel);
1894         load_fs(_udatasel);
1895
1896         /* setup proc 0's pcb */
1897         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1898         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1899         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1900         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1901
1902         /* Location of kernel stack for locore */
1903         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1908  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1909  * data space were allocated in locore.
1910  *
1911  * Note: the idlethread's cpl is 0
1912  *
1913  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1914  */
1915 void
1916 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1917 {
1918         if (cpu)
1919                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1920
1921         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1922                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1923                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1924                         0, &gd->mi);
1925         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1926         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1927         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1928         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1929 }
1930
1931 int
1932 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1933 {
1934         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1935             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1936                 return (TRUE);
1937         }
1938         return (FALSE);
1939 }
1940
1941 struct globaldata *
1942 globaldata_find(int cpu)
1943 {
1944         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1945         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1946 }
1947
1948 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1949 static void f00f_hack(void *unused);
1950 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1951
1952 static void
1953 f00f_hack(void *unused) 
1954 {
1955         struct gate_descriptor *new_idt;
1956         vm_offset_t tmp;
1957
1958         if (!has_f00f_bug)
1959                 return;
1960
1961         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1962
1963         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1964
1965         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1966         if (tmp == 0)
1967                 panic("kmem_alloc returned 0");
1968         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1969                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1970         /* Put the first seven entries in the lower page */
1971         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1972         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1973         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1974         lidt(&r_idt);
1975         idt = new_idt;
1976         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1977                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1978                 panic("vm_map_protect failed");
1979         return;
1980 }
1981 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1982
1983 int
1984 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1985 {
1986         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1987         return (0);
1988 }
1989
1990 int
1991 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1992 {
1993         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1994         return (0);
1995 }
1996
1997 int
1998 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1999 {
2000         struct trapframe *tp;
2001
2002         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2003         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2004         return (0);
2005 }
2006
2007 int
2008 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2009 {
2010         struct trapframe *tp;
2011
2012         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2013         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2014             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2015                 return (EINVAL);
2016         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2017         return (0);
2018 }
2019
2020 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2021 static void
2022 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2023 {
2024         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2025         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2026         int i;
2027
2028         /* FPU control/status */
2029         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2030         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2031         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2032         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2033         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2034         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2035         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2036         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2037
2038         /* FPU registers */
2039         for (i = 0; i < 8; ++i)
2040                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2041
2042         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2043 }
2044
2045 static void
2046 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2047 {
2048         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2049         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2050         int i;
2051
2052         /* FPU control/status */
2053         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2054         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2055         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2056         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2057         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2058         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2059         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2060         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2061
2062         /* FPU registers */
2063         for (i = 0; i < 8; ++i)
2064                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2065
2066         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2067 }
2068 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2069
2070 int
2071 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2072 {
2073 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2074         if (cpu_fxsr) {
2075                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2076                                 (struct save87 *)fpregs);
2077                 return (0);
2078         }
2079 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2080         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2081         return (0);
2082 }
2083
2084 int
2085 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2086 {
2087 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2088         if (cpu_fxsr) {
2089                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2090                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2091                 return (0);
2092         }
2093 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2094         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2095         return (0);
2096 }
2097
2098 int
2099 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2100 {
2101         if (lp == NULL) {
2102                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2103                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2104                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2105                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2106                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2107                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2108                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2109                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2110         } else {
2111                 struct pcb *pcb;
2112
2113                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2114                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2115                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2116                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2117                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2118                 dbregs->dr[4] = 0;
2119                 dbregs->dr[5] = 0;
2120                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2121                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2122         }
2123         return (0);
2124 }
2125
2126 int
2127 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2128 {
2129         if (lp == NULL) {
2130                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2131                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2132                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2133                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2134                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2135                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2136                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2137                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2138         } else {
2139                 struct pcb *pcb;
2140                 struct ucred *ucred;
2141                 int i;
2142                 uint64_t mask1, mask2;
2143
2144                 /*
2145                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2146                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2147                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2148                  * TRCTRAP.
2149                  */
2150                 /* JG this loop looks unreadable */
2151                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2152                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2153                  */
2154                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2155                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2156                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2157                  * carried to decide if it is safe and useful to
2158                  * provide access to that capability
2159                  */
2160                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2161                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2162                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2163                                 return (EINVAL);
2164                 
2165                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2166                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2167
2168                 /*
2169                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2170                  * process's address space.  If a process could do this, it
2171                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2172                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2173                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2174                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2175                  * uid 0.
2176                  *
2177                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2178                  * address space is written into from within the kernel
2179                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2180                  * from within kernel mode?
2181                  */
2182
2183                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2184                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2185                                 /* dr0 is enabled */
2186                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2187                                         return (EINVAL);
2188                         }
2189
2190                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2191                                 /* dr1 is enabled */
2192                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2193                                         return (EINVAL);
2194                         }
2195
2196                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2197                                 /* dr2 is enabled */
2198                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2199                                         return (EINVAL);
2200                         }
2201
2202                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2203                                 /* dr3 is enabled */
2204                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2205                                         return (EINVAL);
2206                         }
2207                 }
2208
2209                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2210                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2211                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2212                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2213                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2214                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2215
2216                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2217         }
2218
2219         return (0);
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2224  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2225  */
2226 int
2227 user_dbreg_trap(void)
2228 {
2229         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2230         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2231         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2232         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2233         int i;
2234         
2235         dr7 = rdr7();
2236         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2237                 /*
2238                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2239                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2240                  * hardware debug registers
2241                  */
2242                 return 0;
2243         }
2244
2245         nbp = 0;
2246         dr6 = rdr6();
2247         bp = dr6 & 0xf;
2248
2249         if (bp == 0) {
2250                 /*
2251                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2252                  * trap was not caused by any of the debug registers
2253                  */
2254                 return 0;
2255         }
2256
2257         /*
2258          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2259          * which ones and if any of them are user space addresses
2260          */
2261
2262         if (bp & 0x01) {
2263                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2264         }
2265         if (bp & 0x02) {
2266                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2267         }
2268         if (bp & 0x04) {
2269                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2270         }
2271         if (bp & 0x08) {
2272                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2273         }
2274
2275         for (i=0; i<nbp; i++) {
2276                 if (addr[i] <
2277                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2278                         /*
2279                          * addr[i] is in user space
2280                          */
2281                         return nbp;
2282                 }
2283         }
2284
2285         /*
2286          * None of the breakpoints are in user space.
2287          */
2288         return 0;
2289 }
2290
2291
2292 #ifndef DDB
2293 void
2294 Debugger(const char *msg)
2295 {
2296         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2297 }
2298 #endif /* no DDB */
2299
2300 #ifdef DDB
2301
2302 /*
2303  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2304  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2305  * called inside DDB.
2306  *
2307  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2308  */
2309
2310 #undef inb
2311 #undef outb
2312
2313 /* silence compiler warnings */
2314 u_char inb(u_int);
2315 void outb(u_int, u_char);
2316
2317 u_char
2318 inb(u_int port)
2319 {
2320         u_char  data;
2321         /*
2322          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2323          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2324          * if we tell it to load (u_short) port.
2325          */
2326         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2327         return (data);
2328 }
2329
2330 void
2331 outb(u_int port, u_char data)
2332 {
2333         u_char  al;
2334         /*
2335          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2336          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2337          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2338          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2339          */
2340         al = data;
2341         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2342 }
2343
2344 #endif /* DDB */
2345
2346
2347
2348 #include "opt_cpu.h"
2349
2350
2351 /*
2352  * initialize all the SMP locks
2353  */
2354
2355 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2356 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2357
2358 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2359 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2360
2361 /* critical region around INTR() routines */
2362 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2363
2364 /* lock region used by kernel profiling */
2365 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2366
2367 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2368 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2369
2370 /* lock regions around the clock hardware */
2371 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2372
2373 static void
2374 init_locks(void)
2375 {
2376 #ifdef SMP
2377         /*
2378          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2379          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2380          */
2381         cpu_get_initial_mplock();
2382 #endif
2383         /* DEPRECATED */
2384         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2385         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2386         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2387         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2388         spin_lock_init(&com_spinlock);
2389         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2390
2391         /* our token pool needs to work early */
2392         lwkt_token_pool_init();
2393 }
2394