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_ether.h"
  44 //#include "use_npx.h"
  45 #include "use_isa.h"
  46 #include "opt_atalk.h"
  47 #include "opt_compat.h"
  48 #include "opt_cpu.h"
  49 #include "opt_ddb.h"
  50 #include "opt_directio.h"
  51 #include "opt_inet.h"
  52 #include "opt_ipx.h"
  53 #include "opt_msgbuf.h"
  54 #include "opt_swap.h"
  55
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/sysproto.h>
  59 #include <sys/signalvar.h>
  60 #include <sys/kernel.h>
  61 #include <sys/linker.h>
  62 #include <sys/malloc.h>
  63 #include <sys/proc.h>
  64 #include <sys/priv.h>
  65 #include <sys/buf.h>
  66 #include <sys/reboot.h>
  67 #include <sys/mbuf.h>
  68 #include <sys/msgbuf.h>
  69 #include <sys/sysent.h>
  70 #include <sys/sysctl.h>
  71 #include <sys/vmmeter.h>
  72 #include <sys/bus.h>
  73 #include <sys/upcall.h>
  74 #include <sys/usched.h>
  75 #include <sys/reg.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89
  90 #include <sys/user.h>
  91 #include <sys/exec.h>
  92 #include <sys/cons.h>
  93
  94 #include <ddb/ddb.h>
  95
  96 #include <machine/cpu.h>
  97 #include <machine/clock.h>
  98 #include <machine/specialreg.h>
  99 #if JG
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #endif
 102 #include <machine/md_var.h>
 103 #include <machine/metadata.h>
 104 #include <machine/pc/bios.h>
 105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 107 #include <machine/smp.h>
 108 #ifdef PERFMON
 109 #include <machine/perfmon.h>
 110 #endif
 111 #include <machine/cputypes.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 123
 124 extern void init386(int first);
 125 extern void dblfault_handler(void);
 126 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 127
 128 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 129 extern void identify_cpu(void);
 130 #if JG
 131 extern void finishidentcpu(void);
 132 #endif
 133 extern void panicifcpuunsupported(void);
 134
 135 static void cpu_startup(void *);
 136 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 137 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 138 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 139 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 140 #ifdef DIRECTIO
 141 extern void ffs_rawread_setup(void);
 142 #endif /* DIRECTIO */
 143 static void init_locks(void);
 144
 145 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 146
 147 #ifdef DDB
 148 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 149 #endif
 150
 151 uint64_t SMPptpa;
 152 pt_entry_t *SMPpt;
 153
 154
 155 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
 156
 157 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 158 u_long  atdevbase;
 159 #ifdef SMP
 160 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 161 #else
 162 int64_t tsc_offsets[1];
 163 #endif
 164
 165 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 166 extern int swtch_optim_stats;
 167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 168         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 170         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 171 #endif
 172
 173 int physmem = 0;
 174
 175 u_long ebda_addr = 0;
 176
 177 static int
 178 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 179 {
 180         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 181         return (error);
 182 }
 183
 184 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 185         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 186
 187 static int
 188 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 189 {
 190         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 191                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 192         return (error);
 193 }
 194
 195 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 196         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 197
 198 static int
 199 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 200 {
 201         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 202                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 203         return (error);
 204 }
 205
 206 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 207         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 208
 209 vm_paddr_t Maxmem = 0;
 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 ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 224 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 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)ptoa(Maxmem),
 253                 (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 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 #ifdef SMP
 382         /*
 383          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 384          */
 385         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 386         mp_announce();
 387 #endif  /* SMP */
 388         cpu_setregs();
 389 }
 390
 391 /*
 392  * Send an interrupt to process.
 393  *
 394  * Stack is set up to allow sigcode stored
 395  * at top to call routine, followed by kcall
 396  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 397  * resets the signal mask, the stack, and the
 398  * frame pointer, it returns to the user
 399  * specified pc, psl.
 400  */
 401 void
 402 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 403 {
 404         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 405         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 406         struct trapframe *regs;
 407         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 408         struct sigframe sf, *sfp;
 409         int oonstack;
 410         char *sp;
 411
 412         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 413         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 414
 415         /* Save user context */
 416         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 417         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 418         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 419         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 420         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 421         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 422
 423         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 424         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 425
 426         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 427         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 428                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 429
 430         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 431         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 432             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 433                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 434                               sizeof(struct sigframe));
 435                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 436         } else {
 437                 /* We take red zone into account */
 438                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 439         }
 440
 441         /* Align to 16 bytes */
 442         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
 443
 444         /* Translate the signal is appropriate */
 445         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 446                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 447                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 448         }
 449
 450         /*
 451          * Build the argument list for the signal handler.
 452          *
 453          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 454          */
 455         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 456         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 457
 458         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 459                 /*
 460                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 461                  *
 462                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 463                  */
 464                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 465                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 466                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 467
 468                 /* fill siginfo structure */
 469                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 470                 sf.sf_si.si_code = code;
 471                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 472         } else {
 473                 /*
 474                  * Old FreeBSD-style arguments.
 475                  *
 476                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 477                  */
 478                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 479                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 480                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 481         }
 482
 483         /*
 484          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 485          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 486          * eflags.
 487          */
 488 #if JG
 489         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 490                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 491                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 492
 493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 496                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 497
 498                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 499                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 500                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 501                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 502
 503                 /*
 504                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 505                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 506                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 507                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 508                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 509                  */
 510                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 511         }
 512 #endif
 513
 514         /*
 515          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 516          */
 517         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 518
 519         /*
 520          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 521          */
 522         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 523                 /*
 524                  * Something is wrong with the stack pointer.
 525                  * ...Kill the process.
 526                  */
 527                 sigexit(lp, SIGILL);
 528         }
 529
 530         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 531         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 532
 533         /*
 534          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 535          * on function entry
 536          */
 537         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 538
 539         /*
 540          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 541          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 542          * stored in-context.
 543          */
 544         regs->tf_cs = _ucodesel;
 545         regs->tf_ss = _udatasel;
 546 }
 547
 548 /*
 549  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 550  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 551  * issue.
 552  *
 553  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 554  * bad idea?
 555  */
 556 int
 557 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 558 {
 559         frame->tf_cs = _ucodesel;
 560         frame->tf_ss = _udatasel;
 561         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 562         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 563         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 564
 565         return(0);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 570  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 571  */
 572 int
 573 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 574 {
 575         return(0);
 576 }
 577
 578 /*
 579  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 580  *
 581  * System call to cleanup state after a signal
 582  * has been taken.  Reset signal mask and
 583  * stack state from context left by sendsig (above).
 584  * Return to previous pc and psl as specified by
 585  * context left by sendsig. Check carefully to
 586  * make sure that the user has not modified the
 587  * state to gain improper privileges.
 588  *
 589  * MPSAFE
 590  */
 591 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 592 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 593
 594 int
 595 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 596 {
 597         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 598         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 599         struct trapframe *regs;
 600         ucontext_t uc;
 601         ucontext_t *ucp;
 602         register_t rflags;
 603         int cs;
 604         int error;
 605
 606         /*
 607          * We have to copy the information into kernel space so userland
 608          * can't modify it while we are sniffing it.
 609          */
 610         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 611         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 612         if (error)
 613                 return (error);
 614         ucp = &uc;
 615         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 616
 617         /* VM (8086) mode not supported */
 618         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 619
 620 #if JG
 621         if (eflags & PSL_VM) {
 622                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 623                 struct vm86_kernel *vm86;
 624
 625                 /*
 626                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 627                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 628                  */
 629                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 630                         return (EINVAL);
 631                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 632                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 633                         return (EINVAL);
 634
 635                 /* go back to user mode if both flags are set */
 636                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 637                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 638
 639                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 640                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 641                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 642                 } else {
 643                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 644                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 645                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 646                 }
 647                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 648                 tf->tf_eflags = eflags;
 649                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 650                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 651                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 652                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 653                 tf->tf_ds = _udatasel;
 654                 tf->tf_es = _udatasel;
 655                 tf->tf_fs = _udatasel;
 656                 tf->tf_gs = _udatasel;
 657         } else
 658 #endif
 659         {
 660                 /*
 661                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 662                  */
 663                 /*
 664                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 665                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 666                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 667                  * the signal context during signal handling and there is no
 668                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 669                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 670                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 671                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 672                  */
 673                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 674                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 675                         return(EINVAL);
 676                 }
 677
 678                 /*
 679                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 680                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 681                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 682                  */
 683                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 684                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 685                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 686                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 687                         return(EINVAL);
 688                 }
 689                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 690         }
 691
 692         /*
 693          * Restore the FPU state from the frame
 694          */
 695         crit_enter();
 696         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 697
 698         /*
 699          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 700          * semantics against system calls.
 701          */
 702         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 703                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 704
 705         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 706                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 707         else
 708                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 709
 710         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 711         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 712         crit_exit();
 713         return(EJUSTRETURN);
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
 718  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
 719  * already been pushed on the stack.
 720  */
 721 struct upc_frame {
 722         register_t      rax;
 723         register_t      rcx;
 724         register_t      rdx;
 725         register_t      flags;
 726         register_t      oldip;
 727 };
 728
 729 void
 730 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 731 {
 732         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 733         struct trapframe *regs;
 734         struct upcall upcall;
 735         struct upc_frame upc_frame;
 736         int     crit_count = 0;
 737
 738         /*
 739          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 740          * context, switch back to the virtual kernel context before
 741          * trying to post the signal.
 742          */
 743         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 744                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 745                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 746         }
 747
 748         /*
 749          * Get the upcall data structure
 750          */
 751         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 752             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 753         ) {
 754                 vu->vu_pending = 0;
 755                 kprintf("bad upcall address\n");
 756                 return;
 757         }
 758
 759         /*
 760          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 761          * section count, mark the data structure as pending and return
 762          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 763          */
 764         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 765                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 766                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 767                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 768                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 769                 }
 770                 return;
 771         }
 772
 773         /*
 774          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 775          *
 776          * Bump our critical section count and set or clear the
 777          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 778          * pending.  The user will be responsible for calling
 779          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 780          */
 781         vu->vu_pending = 0;
 782         upcall.upc_pending = morepending;
 783         ++crit_count;
 784         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 785                 sizeof(upcall.upc_pending));
 786         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 787                 sizeof(int));
 788
 789         /*
 790          * Construct a stack frame and issue the upcall
 791          */
 792         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 793         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
 794         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
 795         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
 796         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
 797         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
 798         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
 799             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 800                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 801         } else {
 802                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 803                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 804                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 805                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 806                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
 807         }
 808 }
 809
 810 /*
 811  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 812  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 813  * being overwritten by the syscall return value.
 814  *
 815  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 816  * and the function pointer in %eax.
 817  */
 818 int
 819 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 820 {
 821         struct upc_frame upc_frame;
 822         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 823         struct trapframe *regs;
 824         int error;
 825         struct upcall upcall;
 826         int crit_count;
 827
 828         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 829
 830         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 831         if (error == 0) {
 832             if (vu) {
 833                 /*
 834                  * This jumps us to the next ready context.
 835                  */
 836                 vu->vu_pending = 0;
 837                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 838                 crit_count = 0;
 839                 if (error == 0)
 840                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 841                 ++crit_count;
 842                 if (error == 0)
 843                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 844                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 845                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 846                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 847                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 848                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
 849             } else {
 850                 /*
 851                  * This returns us to the originally interrupted code.
 852                  */
 853                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 854                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
 855                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
 856                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
 857                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 858                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 859                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
 860                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 861             }
 862         }
 863         if (error == 0)
 864                 error = EJUSTRETURN;
 865         return(error);
 866 }
 867
 868 /*
 869  * Machine dependent boot() routine
 870  *
 871  * I haven't seen anything to put here yet
 872  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 873  */
 874 void
 875 cpu_boot(int howto)
 876 {
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Shutdown the CPU as much as possible
 881  */
 882 void
 883 cpu_halt(void)
 884 {
 885         for (;;)
 886                 __asm__ __volatile("hlt");
 887 }
 888
 889 /*
 890  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 891  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 892  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 893  *
 894  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 895  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 896  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 897  * critical section.
 898  *
 899  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 900  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 901  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 902  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 903  */
 904 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 905 static int      cpu_idle_hltcnt;
 906 static int      cpu_idle_spincnt;
 907 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 908     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 909 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 910     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 911 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 912     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 913
 914 static void
 915 cpu_idle_default_hook(void)
 916 {
 917         /*
 918          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 919          * following the sti.
 920          */
 921         __asm __volatile("sti; hlt");
 922 }
 923
 924 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 925 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 926
 927 void
 928 cpu_idle(void)
 929 {
 930         struct thread *td = curthread;
 931
 932         crit_exit();
 933         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 934         for (;;) {
 935                 /*
 936                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 937                  */
 938                 lwkt_switch();
 939
 940                 /*
 941                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
 942                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
 943                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
 944                  */
 945                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 946                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 947                         __asm __volatile("cli");
 948                         splz();
 949                         if (!lwkt_runnable())
 950                                 cpu_idle_hook();
 951 #ifdef SMP
 952                         else
 953                                 handle_cpu_contention_mask();
 954 #endif
 955                         ++cpu_idle_hltcnt;
 956                 } else {
 957                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 958                         splz();
 959 #ifdef SMP
 960                         __asm __volatile("sti");
 961                         handle_cpu_contention_mask();
 962 #else
 963                         __asm __volatile("sti");
 964 #endif
 965                         ++cpu_idle_spincnt;
 966                 }
 967         }
 968 }
 969
 970 #ifdef SMP
 971
 972 /*
 973  * This routine is called when the only runnable threads require
 974  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
 975  * we let the scheduler spin.
 976  */
 977 void
 978 handle_cpu_contention_mask(void)
 979 {
 980         cpumask_t mask;
 981
 982         mask = cpu_contention_mask;
 983         cpu_ccfence();
 984         if (mask && bsfl(mask) != mycpu->gd_cpuid)
 985                 DELAY(2);
 986 }
 987
 988 /*
 989  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 990  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 991  * we let it spin.
 992  */
 993 void
 994 cpu_spinlock_contested(void)
 995 {
 996         cpu_pause();
 997 }
 998
 999 #endif
1000
1001 /*
1002  * Clear registers on exec
1003  */
1004 void
1005 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1006 {
1007         struct thread *td = curthread;
1008         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1009         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1010         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1011
1012         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1013         user_ldt_free(pcb);
1014
1015         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1016         regs->tf_rip = entry;
1017         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1018         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1019         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1020         regs->tf_ss = _udatasel;
1021         regs->tf_cs = _ucodesel;
1022         regs->tf_rbx = ps_strings;
1023
1024         /*
1025          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1026          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1027          */
1028         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1029                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1030                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1031                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1032                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1033                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1034                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1035                 if (pcb == td->td_pcb) {
1036                         /*
1037                          * Clear the debug registers on the running
1038                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1039                          * the next process we switch to.
1040                          */
1041                         reset_dbregs();
1042                 }
1043                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1044         }
1045
1046         /*
1047          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1048          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1049          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1050          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1051          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1052          */
1053         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1054
1055         /*
1056          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1057          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1058          *       may panic in npxdna().
1059          */
1060         crit_enter();
1061         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1062
1063         /*
1064          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1065          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1066          *       code knows what the current MSR values are.
1067          */
1068         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1069         pcb->pcb_gsbase = 0;
1070         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1071         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1072         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1073         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1074
1075         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1076         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1077         crit_exit();
1078
1079         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1080         pcb->pcb_es = _udatasel;
1081         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1082         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1083 }
1084
1085 void
1086 cpu_setregs(void)
1087 {
1088         register_t cr0;
1089
1090         cr0 = rcr0();
1091         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1092         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1093         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1094         load_cr0(cr0);
1095         load_gs(_udatasel);
1096 }
1097
1098 static int
1099 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1100 {
1101         int error;
1102         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1103                 req);
1104         if (!error && req->newptr)
1105                 resettodr();
1106         return (error);
1107 }
1108
1109 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1110         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1111
1112 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1113         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1114
1115 #if JG
1116 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1117         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1118 #endif
1119
1120 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1121         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1122
1123 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1124 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1125         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1126
1127 /*
1128  * Initialize 386 and configure to run kernel
1129  */
1130
1131 /*
1132  * Initialize segments & interrupt table
1133  */
1134
1135 int _default_ldt;
1136 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1137 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1138 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1139 #if JG
1140 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1141 #endif
1142
1143 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1144 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1145
1146 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1147 extern int has_f00f_bug;
1148 #endif
1149
1150 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1151
1152 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1153 void *proc0paddr;
1154 /* JG alignment? */
1155 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1156
1157
1158 /* software prototypes -- in more palatable form */
1159 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1160 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1161 {       0x0,                    /* segment base address  */
1162         0x0,                    /* length */
1163         0,                      /* segment type */
1164         0,                      /* segment descriptor priority level */
1165         0,                      /* segment descriptor present */
1166         0,                      /* long */
1167         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1168         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1169 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1170 {       0x0,                    /* segment base address  */
1171         0xfffff,                /* length - all address space */
1172         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1173         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1174         1,                      /* segment descriptor present */
1175         1,                      /* long */
1176         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1177         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1178 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1179 {       0x0,                    /* segment base address  */
1180         0xfffff,                /* length - all address space */
1181         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1182         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1183         1,                      /* segment descriptor present */
1184         1,                      /* long */
1185         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1186         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1187 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1188 {       0x0,                    /* segment base address  */
1189         0xfffff,                /* length - all address space */
1190         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1191         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1192         1,                      /* segment descriptor present */
1193         0,                      /* long */
1194         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1195         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1196 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1197 {       0x0,                    /* segment base address  */
1198         0xfffff,                /* length - all address space */
1199         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1200         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1201         1,                      /* segment descriptor present */
1202         0,                      /* long */
1203         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1204         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1205 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1206 {       0x0,                    /* segment base address  */
1207         0xfffff,                /* length - all address space */
1208         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1209         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1210         1,                      /* segment descriptor present */
1211         1,                      /* long */
1212         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1213         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1214 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1215 {
1216         0x0,                    /* segment base address */
1217         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1218         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1219         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1220         1,                      /* segment descriptor present */
1221         0,                      /* long */
1222         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1223         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1224 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1225 {       0x0,                    /* segment base address  */
1226         0x0,                    /* length */
1227         0,                      /* segment type */
1228         0,                      /* segment descriptor priority level */
1229         0,                      /* segment descriptor present */
1230         0,                      /* long */
1231         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1232         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1233 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1234 {       0x0,                    /* segment base address  */
1235         0xfffff,                /* length - all address space */
1236         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1237         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1238         1,                      /* segment descriptor present */
1239         0,                      /* long */
1240         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1241         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1242 };
1243
1244 void
1245 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1246 {
1247         struct gate_descriptor *ip;
1248
1249         ip = idt + idx;
1250         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1251         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1252         ip->gd_ist = ist;
1253         ip->gd_xx = 0;
1254         ip->gd_type = typ;
1255         ip->gd_dpl = dpl;
1256         ip->gd_p = 1;
1257         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1258 }
1259
1260 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1261
1262 extern inthand_t
1263         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1264         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1265         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1266         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1267         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1268         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1269
1270 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1271 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1272 #endif
1273
1274 void
1275 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1276 {
1277         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1278         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1279         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1280         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1281         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1282         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1283         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1284 }
1285
1286 void
1287 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1288 {
1289
1290         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1291         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1292         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1293         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1294         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1295         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1296         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1297         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1298         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1299         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1300 }
1301
1302 void
1303 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1304     struct system_segment_descriptor *sd)
1305 {
1306
1307         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1308         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1309         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1310         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1311         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1312         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1313         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1314         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1315 }
1316
1317 u_int basemem;
1318
1319 /*
1320  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1321  * available physical memory in the system, then test this memory and
1322  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1323  *
1324  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1325  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1326  *
1327  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1328  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1329  *
1330  * XXX first should be vm_paddr_t.
1331  */
1332 static void
1333 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1334 {
1335         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1336         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1337         u_long physmem_tunable;
1338         pt_entry_t *pte;
1339         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1340         u_int32_t smapsize;
1341         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1342
1343         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1344         basemem = 0;
1345         physmap_idx = 0;
1346
1347         /*
1348          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1349          *
1350          * subr_module.c says:
1351          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1352          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1353          */
1354         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1355             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1356         if (smapbase == NULL)
1357                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1358
1359         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1360         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1361
1362         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1363                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1364                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1365                             smap->type, smap->base, smap->length);
1366
1367                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1368                         continue;
1369
1370                 if (smap->length == 0)
1371                         continue;
1372
1373                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1374                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1375                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1376                                         kprintf(
1377         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1378                                 continue;
1379                         }
1380                 }
1381
1382                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1383                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1384                         continue;
1385                 }
1386
1387                 physmap_idx += 2;
1388                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1389                         kprintf(
1390                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1391                         break;
1392                 }
1393                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1394                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1395         }
1396
1397         /*
1398          * Find the 'base memory' segment for SMP
1399          */
1400         basemem = 0;
1401         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1402                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1403                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1404                         break;
1405                 }
1406         }
1407         if (basemem == 0)
1408                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1409
1410 #ifdef SMP
1411         /* make hole for AP bootstrap code */
1412         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1413
1414         /* Save EBDA address, if any */
1415         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1416         ebda_addr <<= 4;
1417 #endif
1418
1419         /*
1420          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1421          * highest page of the physical address space.  It should be
1422          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1423          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1424          */
1425         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1426
1427 #ifdef MAXMEM
1428         Maxmem = MAXMEM / 4;
1429 #endif
1430
1431         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1432                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1433
1434         /*
1435          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1436          * in the system.
1437          */
1438         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1439                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1440
1441         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1442             (boothowto & RB_VERBOSE))
1443                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1444
1445         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1446         pmap_bootstrap(&first);
1447
1448         /*
1449          * Size up each available chunk of physical memory.
1450          */
1451         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1452         pa_indx = 0;
1453         da_indx = 1;
1454         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1455         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1456         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1457         pte = CMAP1;
1458
1459         /*
1460          * Get dcons buffer address
1461          */
1462         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1463             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1464                 dcons_addr = 0;
1465
1466         /*
1467          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1468          * round up the start address and round down the end address.
1469          */
1470         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1471                 vm_paddr_t end;
1472
1473                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1474                 if (physmap[i + 1] < end)
1475                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1476                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1477                         int tmp, page_bad, full;
1478                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1479
1480                         full = FALSE;
1481                         /*
1482                          * block out kernel memory as not available.
1483                          */
1484                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1485                                 goto do_dump_avail;
1486
1487                         /*
1488                          * block out dcons buffer
1489                          */
1490                         if (dcons_addr > 0
1491                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1492                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1493                                 goto do_dump_avail;
1494
1495                         page_bad = FALSE;
1496
1497                         /*
1498                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1499                          */
1500                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1501                         cpu_invltlb();
1502
1503                         tmp = *(int *)ptr;
1504                         /*
1505                          * Test for alternating 1's and 0's
1506                          */
1507                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1508                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1509                                 page_bad = TRUE;
1510                         /*
1511                          * Test for alternating 0's and 1's
1512                          */
1513                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1514                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1515                                 page_bad = TRUE;
1516                         /*
1517                          * Test for all 1's
1518                          */
1519                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1520                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1521                                 page_bad = TRUE;
1522                         /*
1523                          * Test for all 0's
1524                          */
1525                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1526                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1527                                 page_bad = TRUE;
1528                         /*
1529                          * Restore original value.
1530                          */
1531                         *(int *)ptr = tmp;
1532
1533                         /*
1534                          * Adjust array of valid/good pages.
1535                          */
1536                         if (page_bad == TRUE)
1537                                 continue;
1538                         /*
1539                          * If this good page is a continuation of the
1540                          * previous set of good pages, then just increase
1541                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1542                          * Note that "end" points one higher than end,
1543                          * making the range >= start and < end.
1544                          * If we're also doing a speculative memory
1545                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1546                          * so that we keep going. The first bad page
1547                          * will terminate the loop.
1548                          */
1549                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1550                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1551                         } else {
1552                                 pa_indx++;
1553                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1554                                         kprintf(
1555                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1556                                         pa_indx--;
1557                                         full = TRUE;
1558                                         goto do_dump_avail;
1559                                 }
1560                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1561                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1562                         }
1563                         physmem++;
1564 do_dump_avail:
1565                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1566                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1567                         } else {
1568                                 da_indx++;
1569                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1570                                         da_indx--;
1571                                         goto do_next;
1572                                 }
1573                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1574                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1575                         }
1576 do_next:
1577                         if (full)
1578                                 break;
1579                 }
1580         }
1581         *pte = 0;
1582         cpu_invltlb();
1583
1584         /*
1585          * XXX
1586          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1587          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1588          * calculation, etc.).
1589          */
1590         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1591             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1592                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1593                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1594                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1595         }
1596
1597         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1598
1599         /* Trim off space for the message buffer. */
1600         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1601
1602         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1603
1604         /* Map the message buffer. */
1605         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1606                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1607                     off);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * IDT VECTORS:
1612  *      0       Divide by zero
1613  *      1       Debug
1614  *      2       NMI
1615  *      3       BreakPoint
1616  *      4       OverFlow
1617  *      5       Bound-Range
1618  *      6       Invalid OpCode
1619  *      7       Device Not Available (x87)
1620  *      8       Double-Fault
1621  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1622  *      10      Invalid-TSS
1623  *      11      Segment not present
1624  *      12      Stack
1625  *      13      General Protection
1626  *      14      Page Fault
1627  *      15      Reserved
1628  *      16      x87 FP Exception pending
1629  *      17      Alignment Check
1630  *      18      Machine Check
1631  *      19      SIMD floating point
1632  *      20-31   reserved
1633  *      32-255  INTn/external sources
1634  */
1635 u_int64_t
1636 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1637 {
1638         caddr_t kmdp;
1639         int gsel_tss, x;
1640 #if JG
1641         int metadata_missing, off;
1642 #endif
1643         struct mdglobaldata *gd;
1644         u_int64_t msr;
1645
1646         /*
1647          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1648          */
1649         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1650         bzero(gd, sizeof(*gd));
1651
1652         /*
1653          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1654          * early in the boot sequence because the system assumes
1655          * that 'curthread' is never NULL.
1656          */
1657
1658         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1659         thread0.td_gd = &gd->mi;
1660
1661         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1662
1663 #if JG
1664         metadata_missing = 0;
1665         if (bootinfo.bi_modulep) {
1666                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1667                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1668         } else {
1669                 metadata_missing = 1;
1670         }
1671         if (bootinfo.bi_envp)
1672                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1673 #endif
1674
1675         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1676         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1677         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1678         if (kmdp == NULL)
1679                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1680         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1681         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1682 #ifdef DDB
1683         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1684         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1685 #endif
1686
1687         /*
1688          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1689          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1690          */
1691         ncpus = 1;
1692         ncpus2 = 1;
1693         ncpus_fit = 1;
1694         /* Init basic tunables, hz etc */
1695         init_param1();
1696
1697         /*
1698          * make gdt memory segments
1699          */
1700         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1701                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1702
1703         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1704
1705         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1706                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1707                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1708         }
1709         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1710             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1711
1712         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1713         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1714         lgdt(&r_gdt);
1715
1716         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1717         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1718         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1719
1720         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1721         cpu_gdinit(gd, 0);
1722         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1723         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1724         safepri = TDPRI_MAX;
1725
1726         /* spinlocks and the BGL */
1727         init_locks();
1728
1729         /* exceptions */
1730         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1731                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1735         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1736         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1741         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1749         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1750         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751
1752         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1753         r_idt.rd_base = (long) idt;
1754         lidt(&r_idt);
1755
1756         /*
1757          * Initialize the console before we print anything out.
1758          */
1759         cninit();
1760
1761 #if JG
1762         if (metadata_missing)
1763                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1764 #endif
1765
1766 #if     NISA >0
1767         isa_defaultirq();
1768 #endif
1769         rand_initialize();
1770
1771 #ifdef DDB
1772         kdb_init();
1773         if (boothowto & RB_KDB)
1774                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1775 #endif
1776
1777 #if JG
1778         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1779         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1780         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1781 #endif
1782         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1783         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1784
1785         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1786         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1787                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1788                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1789         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1790         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1791         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1792
1793         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1794         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1795
1796         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1797         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1798
1799         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1800         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1801         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1802         ltr(gsel_tss);
1803
1804         /* Set up the fast syscall stuff */
1805         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1806         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1807         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1808         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1809         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1810               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1811         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1812         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1813
1814         getmemsize(kmdp, physfree);
1815         init_param2(physmem);
1816
1817         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1818
1819         /* Map the message buffer. */
1820 #if JG
1821         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1822                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1823 #endif
1824
1825         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1826
1827
1828         /* transfer to user mode */
1829
1830         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1831         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1832         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1833
1834         load_ds(_udatasel);
1835         load_es(_udatasel);
1836         load_fs(_udatasel);
1837
1838         /* setup proc 0's pcb */
1839         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1840         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1841         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1842         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1843
1844         /* Location of kernel stack for locore */
1845         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1850  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1851  * data space were allocated in locore.
1852  *
1853  * Note: the idlethread's cpl is 0
1854  *
1855  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1856  */
1857 void
1858 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1859 {
1860         if (cpu)
1861                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1862
1863         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
1864                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
1865                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
1866                         0, &gd->mi);
1867         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1868         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1869         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1870         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1871 }
1872
1873 int
1874 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1875 {
1876         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1877             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1878                 return (TRUE);
1879         }
1880         return (FALSE);
1881 }
1882
1883 struct globaldata *
1884 globaldata_find(int cpu)
1885 {
1886         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1887         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1888 }
1889
1890 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1891 static void f00f_hack(void *unused);
1892 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1893
1894 static void
1895 f00f_hack(void *unused)
1896 {
1897         struct gate_descriptor *new_idt;
1898         vm_offset_t tmp;
1899
1900         if (!has_f00f_bug)
1901                 return;
1902
1903         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1904
1905         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1906
1907         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1908         if (tmp == 0)
1909                 panic("kmem_alloc returned 0");
1910         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1911                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1912         /* Put the first seven entries in the lower page */
1913         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1914         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1915         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1916         lidt(&r_idt);
1917         idt = new_idt;
1918         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1919                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1920                 panic("vm_map_protect failed");
1921         return;
1922 }
1923 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1924
1925 int
1926 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1927 {
1928         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1929         return (0);
1930 }
1931
1932 int
1933 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1934 {
1935         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1936         return (0);
1937 }
1938
1939 int
1940 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1941 {
1942         struct trapframe *tp;
1943
1944         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1945         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1946         return (0);
1947 }
1948
1949 int
1950 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1951 {
1952         struct trapframe *tp;
1953
1954         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1955         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1956             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1957                 return (EINVAL);
1958         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1959         return (0);
1960 }
1961
1962 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1963 static void
1964 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1965 {
1966         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1967         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1968         int i;
1969
1970         /* FPU control/status */
1971         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1972         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1973         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1974         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1975         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1976         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1977         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1978         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1979
1980         /* FPU registers */
1981         for (i = 0; i < 8; ++i)
1982                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1983
1984         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1985 }
1986
1987 static void
1988 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1989 {
1990         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1991         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1992         int i;
1993
1994         /* FPU control/status */
1995         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1996         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1997         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1998         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1999         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2000         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2001         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2002         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2003
2004         /* FPU registers */
2005         for (i = 0; i < 8; ++i)
2006                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2007
2008         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2009 }
2010 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2011
2012 int
2013 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2014 {
2015 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2016         if (cpu_fxsr) {
2017                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2018                                 (struct save87 *)fpregs);
2019                 return (0);
2020         }
2021 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2022         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2023         return (0);
2024 }
2025
2026 int
2027 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2028 {
2029 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2030         if (cpu_fxsr) {
2031                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2032                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2033                 return (0);
2034         }
2035 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2036         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2037         return (0);
2038 }
2039
2040 int
2041 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2042 {
2043         if (lp == NULL) {
2044                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2045                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2046                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2047                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2048                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2049                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2050                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2051                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2052         } else {
2053                 struct pcb *pcb;
2054
2055                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2056                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2057                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2058                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2059                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2060                 dbregs->dr[4] = 0;
2061                 dbregs->dr[5] = 0;
2062                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2063                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2064         }
2065         return (0);
2066 }
2067
2068 int
2069 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2070 {
2071         if (lp == NULL) {
2072                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2073                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2074                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2075                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2076                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2077                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2078                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2079                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2080         } else {
2081                 struct pcb *pcb;
2082                 struct ucred *ucred;
2083                 int i;
2084                 uint64_t mask1, mask2;
2085
2086                 /*
2087                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2088                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2089                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2090                  * TRCTRAP.
2091                  */
2092                 /* JG this loop looks unreadable */
2093                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2094                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2095                  */
2096                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2097                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2098                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2099                  * carried to decide if it is safe and useful to
2100                  * provide access to that capability
2101                  */
2102                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2103                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2104                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2105                                 return (EINVAL);
2106
2107                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2108                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2109
2110                 /*
2111                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2112                  * process's address space.  If a process could do this, it
2113                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2114                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2115                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2116                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2117                  * uid 0.
2118                  *
2119                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2120                  * address space is written into from within the kernel
2121                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2122                  * from within kernel mode?
2123                  */
2124
2125                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2126                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2127                                 /* dr0 is enabled */
2128                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2129                                         return (EINVAL);
2130                         }
2131
2132                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2133                                 /* dr1 is enabled */
2134                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2135                                         return (EINVAL);
2136                         }
2137
2138                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2139                                 /* dr2 is enabled */
2140                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2141                                         return (EINVAL);
2142                         }
2143
2144                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2145                                 /* dr3 is enabled */
2146                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2147                                         return (EINVAL);
2148                         }
2149                 }
2150
2151                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2152                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2153                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2154                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2155                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2156                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2157
2158                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2159         }
2160
2161         return (0);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2166  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2167  */
2168 int
2169 user_dbreg_trap(void)
2170 {
2171         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2172         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2173         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2174         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2175         int i;
2176
2177         dr7 = rdr7();
2178         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2179                 /*
2180                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2181                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2182                  * hardware debug registers
2183                  */
2184                 return 0;
2185         }
2186
2187         nbp = 0;
2188         dr6 = rdr6();
2189         bp = dr6 & 0xf;
2190
2191         if (bp == 0) {
2192                 /*
2193                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2194                  * trap was not caused by any of the debug registers
2195                  */
2196                 return 0;
2197         }
2198
2199         /*
2200          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2201          * which ones and if any of them are user space addresses
2202          */
2203
2204         if (bp & 0x01) {
2205                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2206         }
2207         if (bp & 0x02) {
2208                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2209         }
2210         if (bp & 0x04) {
2211                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2212         }
2213         if (bp & 0x08) {
2214                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2215         }
2216
2217         for (i=0; i<nbp; i++) {
2218                 if (addr[i] <
2219                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2220                         /*
2221                          * addr[i] is in user space
2222                          */
2223                         return nbp;
2224                 }
2225         }
2226
2227         /*
2228          * None of the breakpoints are in user space.
2229          */
2230         return 0;
2231 }
2232
2233
2234 #ifndef DDB
2235 void
2236 Debugger(const char *msg)
2237 {
2238         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2239 }
2240 #endif /* no DDB */
2241
2242 #ifdef DDB
2243
2244 /*
2245  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2246  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2247  * called inside DDB.
2248  *
2249  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2250  */
2251
2252 #undef inb
2253 #undef outb
2254
2255 /* silence compiler warnings */
2256 u_char inb(u_int);
2257 void outb(u_int, u_char);
2258
2259 u_char
2260 inb(u_int port)
2261 {
2262         u_char  data;
2263         /*
2264          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2265          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2266          * if we tell it to load (u_short) port.
2267          */
2268         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2269         return (data);
2270 }
2271
2272 void
2273 outb(u_int port, u_char data)
2274 {
2275         u_char  al;
2276         /*
2277          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2278          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2279          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2280          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2281          */
2282         al = data;
2283         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2284 }
2285
2286 #endif /* DDB */
2287
2288
2289
2290 #include "opt_cpu.h"
2291
2292
2293 /*
2294  * initialize all the SMP locks
2295  */
2296
2297 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2298 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2299
2300 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2301 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2302
2303 /* critical region around INTR() routines */
2304 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2305
2306 /* lock region used by kernel profiling */
2307 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2308
2309 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2310 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2311
2312 /* lock regions around the clock hardware */
2313 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2314
2315 static void
2316 init_locks(void)
2317 {
2318         /*
2319          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock
2320          */
2321         /*
2322          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2323          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2324          */
2325 #ifdef SMP
2326         cpu_get_initial_mplock();
2327 #endif
2328         /* DEPRECATED */
2329         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2330         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2331         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2332         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2333         spin_lock_init(&com_spinlock);
2334         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2335
2336         /* our token pool needs to work early */
2337         lwkt_token_pool_init();
2338 }
2339