Merge branch 'GCI2010'
[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 <bus/isa/rtc.h>
118 #include <sys/random.h>
119 #include <sys/ptrace.h>
120 #include <machine/sigframe.h>
121
122 #include <sys/machintr.h>
123
124 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
125
126 extern void init386(int first);
127 extern void dblfault_handler(void);
128 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
129
130 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
131 extern void identify_cpu(void);
132 #if JG
133 extern void finishidentcpu(void);
134 #endif
135 extern void panicifcpuunsupported(void);
136
137 static void cpu_startup(void *);
138 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
139 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
140 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
141 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
142 #ifdef DIRECTIO
143 extern void ffs_rawread_setup(void);
144 #endif /* DIRECTIO */
145 static void init_locks(void);
146
147 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
148
149 #ifdef DDB
150 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
151 #endif
152
153 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
154
155 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
156 u_long  atdevbase;
157 #ifdef SMP
158 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
159 #else
160 int64_t tsc_offsets[1];
161 #endif
162
163 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
164 extern int swtch_optim_stats;
165 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
166         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
168         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
169 #endif
170
171 int physmem = 0;
172
173 u_long ebda_addr = 0;
174
175 static int
176 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
177 {
178         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
179         return (error);
180 }
181
182 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
183         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
184
185 static int
186 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
187 {
188         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
189                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
190         return (error);
191 }
192
193 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
194         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
195
196 static int
197 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
198 {
199         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
200                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
201         return (error);
202 }
203
204 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
205         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
206
207 vm_paddr_t Maxmem;
208 vm_paddr_t Realmem;
209
210 /*
211  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
212  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
213  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
214  * PHYSSEG entries.
215  */
216 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
217
218 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
219 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
220
221 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
222 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
223 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
224
225 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
226 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
227 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
228 static struct trapframe proc0_tf;
229
230 static void
231 cpu_startup(void *dummy)
232 {
233         caddr_t v;
234         vm_size_t size = 0;
235         vm_offset_t firstaddr;
236
237         if (boothowto & RB_VERBOSE)
238                 bootverbose++;
239
240         /*
241          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
242          */
243         kprintf("%s", version);
244         startrtclock();
245         printcpuinfo();
246         panicifcpuunsupported();
247 #ifdef PERFMON
248         perfmon_init();
249 #endif
250         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
251                 (intmax_t)Realmem,
252                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
253         /*
254          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
255          */
256         if (bootverbose) {
257                 int indx;
258
259                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
260                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
261                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
262
263                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
264                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
265                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
266                                 (intmax_t)size1,
267                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
268                 }
269         }
270
271         /*
272          * Allocate space for system data structures.
273          * The first available kernel virtual address is in "v".
274          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
275          * As pages of memory are allocated and cleared,
276          * "firstaddr" is incremented.
277          * An index into the kernel page table corresponding to the
278          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
279          */
280
281         /*
282          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
283          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
284          * addresses to the various data structures.
285          */
286         firstaddr = 0;
287 again:
288         v = (caddr_t)firstaddr;
289
290 #define valloc(name, type, num) \
291             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
292 #define valloclim(name, type, num, lim) \
293             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
294
295         /*
296          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
297          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
298          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
299          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
300          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
301          * maxbcache bytes.
302          *
303          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
304          */
305         if (nbuf == 0) {
306                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
307                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
308
309                 nbuf = 50;
310                 if (kbytes > 4096)
311                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
312                 if (kbytes > 65536)
313                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
314                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
315                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
316         }
317
318         /*
319          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
320          * kernel_map.
321          */
322         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
323                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
324                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
325         }
326
327         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
328 #ifdef NSWBUF_MIN
329         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
330                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
331 #endif
332 #ifdef DIRECTIO
333         ffs_rawread_setup();
334 #endif
335
336         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
337         valloc(buf, struct buf, nbuf);
338
339         /*
340          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
341          */
342         if (firstaddr == 0) {
343                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
344                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
345                 if (firstaddr == 0)
346                         panic("startup: no room for tables");
347                 goto again;
348         }
349
350         /*
351          * End of second pass, addresses have been assigned
352          */
353         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
354                 panic("startup: table size inconsistency");
355
356         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
357                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
358         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
359                       (nbuf*BKVASIZE));
360         buffer_map.system_map = 1;
361         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
362                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
363         pager_map.system_map = 1;
364
365 #if defined(USERCONFIG)
366         userconfig();
367         cninit();               /* the preferred console may have changed */
368 #endif
369
370         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
371                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
372                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
373
374         /*
375          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
376          */
377         bufinit();
378         vm_pager_bufferinit();
379
380 #ifdef SMP
381         /*
382          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
383          */
384         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
385         mp_announce();
386 #endif  /* SMP */
387         cpu_setregs();
388 }
389
390 /*
391  * Send an interrupt to process.
392  *
393  * Stack is set up to allow sigcode stored
394  * at top to call routine, followed by kcall
395  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
396  * resets the signal mask, the stack, and the
397  * frame pointer, it returns to the user
398  * specified pc, psl.
399  */
400 void
401 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
402 {
403         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
404         struct proc *p = lp->lwp_proc;
405         struct trapframe *regs;
406         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
407         struct sigframe sf, *sfp;
408         int oonstack;
409         char *sp;
410
411         regs = lp->lwp_md.md_regs;
412         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
413
414         /* Save user context */
415         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
416         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
417         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
418         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
419         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
420         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
421
422         /* Make the size of the saved context visible to userland */
423         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
424
425         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
426         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
427                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
428
429         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
430         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
431             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
432                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
433                               sizeof(struct sigframe));
434                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
435         } else {
436                 /* We take red zone into account */
437                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
438         }
439
440         /* Align to 16 bytes */
441         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
442
443         /* Translate the signal is appropriate */
444         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
445                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
446                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
447         }
448
449         /*
450          * Build the argument list for the signal handler.
451          *
452          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
453          */
454         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
455         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
456
457         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
458                 /*
459                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
460                  *
461                  * action(signo, siginfo, ucontext)
462                  */
463                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
464                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
465                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
466
467                 /* fill siginfo structure */
468                 sf.sf_si.si_signo = sig;
469                 sf.sf_si.si_code = code;
470                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
471         } else {
472                 /*
473                  * Old FreeBSD-style arguments.
474                  *
475                  * handler (signo, code, [uc], addr)
476                  */
477                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
478                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
479                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
480         }
481
482         /*
483          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
484          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
485          * eflags.
486          */
487 #if JG
488         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
489                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
490                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
491
492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
496
497                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
498                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
499                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
500                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
501
502                 /*
503                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
504                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
505                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
506                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
507                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
508                  */
509                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
510         }
511 #endif
512
513         /*
514          * Save the FPU state and reinit the FP unit
515          */
516         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
517
518         /*
519          * Copy the sigframe out to the user's stack.
520          */
521         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
522                 /*
523                  * Something is wrong with the stack pointer.
524                  * ...Kill the process.
525                  */
526                 sigexit(lp, SIGILL);
527         }
528
529         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
530         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
531
532         /*
533          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
534          * on function entry
535          */
536         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
537
538         /*
539          * 64 bit mode has a code and stack selector but
540          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
541          * stored in-context.
542          */
543         regs->tf_cs = _ucodesel;
544         regs->tf_ss = _udatasel;
545 }
546
547 /*
548  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
549  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
550  * issue.
551  *
552  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
553  * bad idea?
554  */
555 int
556 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
557 {
558         frame->tf_cs = _ucodesel;
559         frame->tf_ss = _udatasel;
560         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
561         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
562         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
563
564         return(0);
565 }
566
567 /*
568  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
569  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
570  */
571 int
572 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
573 {
574         return(0);
575 }
576
577 /*
578  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
579  *
580  * System call to cleanup state after a signal
581  * has been taken.  Reset signal mask and
582  * stack state from context left by sendsig (above).
583  * Return to previous pc and psl as specified by
584  * context left by sendsig. Check carefully to
585  * make sure that the user has not modified the
586  * state to gain improper privileges.
587  *
588  * MPSAFE
589  */
590 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
591 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
592
593 int
594 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
595 {
596         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
597         struct proc *p = lp->lwp_proc;
598         struct trapframe *regs;
599         ucontext_t uc;
600         ucontext_t *ucp;
601         register_t rflags;
602         int cs;
603         int error;
604
605         /*
606          * We have to copy the information into kernel space so userland
607          * can't modify it while we are sniffing it.
608          */
609         regs = lp->lwp_md.md_regs;
610         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
611         if (error)
612                 return (error);
613         ucp = &uc;
614         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
615
616         /* VM (8086) mode not supported */
617         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
618
619 #if JG
620         if (eflags & PSL_VM) {
621                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
622                 struct vm86_kernel *vm86;
623
624                 /*
625                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
626                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
627                  */
628                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
629                         return (EINVAL);
630                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
631                 if (vm86->vm86_inited == 0)
632                         return (EINVAL);
633
634                 /* go back to user mode if both flags are set */
635                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
636                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
637
638                 if (vm86->vm86_has_vme) {
639                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
640                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
641                 } else {
642                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
643                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
644                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
645                 }
646                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
647                 tf->tf_eflags = eflags;
648                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
649                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
650                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
651                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
652                 tf->tf_ds = _udatasel;
653                 tf->tf_es = _udatasel;
654                 tf->tf_fs = _udatasel;
655                 tf->tf_gs = _udatasel;
656         } else
657 #endif
658         {
659                 /*
660                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
661                  */
662                 /*
663                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
664                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
665                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
666                  * the signal context during signal handling and there is no
667                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
668                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
669                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
670                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
671                  */
672                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
673                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
674                         return(EINVAL);
675                 }
676
677                 /*
678                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
679                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
680                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
681                  */
682                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
683                 if (!CS_SECURE(cs)) {
684                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
685                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
686                         return(EINVAL);
687                 }
688                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
689         }
690
691         /*
692          * Restore the FPU state from the frame
693          */
694         crit_enter();
695         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
696
697         /*
698          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
699          * semantics against system calls.
700          */
701         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
702                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
703
704         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
705                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
706         else
707                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
708
709         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
710         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
711         crit_exit();
712         return(EJUSTRETURN);
713 }
714
715 /*
716  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
717  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
718  * already been pushed on the stack.
719  */
720 struct upc_frame {
721         register_t      rax;
722         register_t      rcx;
723         register_t      rdx;
724         register_t      flags;
725         register_t      oldip;
726 };
727
728 void
729 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
730 {
731         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
732         struct trapframe *regs;
733         struct upcall upcall;
734         struct upc_frame upc_frame;
735         int     crit_count = 0;
736
737         /*
738          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
739          * context, switch back to the virtual kernel context before
740          * trying to post the signal.
741          */
742         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
743                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
744                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
745         }
746
747         /*
748          * Get the upcall data structure
749          */
750         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
751             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
752         ) {
753                 vu->vu_pending = 0;
754                 kprintf("bad upcall address\n");
755                 return;
756         }
757
758         /*
759          * If the data structure is already marked pending or has a critical
760          * section count, mark the data structure as pending and return 
761          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
762          */
763         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
764                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
765                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
766                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
767                                 sizeof(upcall.upc_pending));
768                 }
769                 return;
770         }
771
772         /*
773          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
774          *
775          * Bump our critical section count and set or clear the
776          * user pending flag depending on whether more upcalls are
777          * pending.  The user will be responsible for calling 
778          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
779          */
780         vu->vu_pending = 0;
781         upcall.upc_pending = morepending;
782         ++crit_count;
783         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
784                 sizeof(upcall.upc_pending));
785         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
786                 sizeof(int));
787
788         /*
789          * Construct a stack frame and issue the upcall
790          */
791         regs = lp->lwp_md.md_regs;
792         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
793         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
794         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
795         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
796         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
797         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
798             sizeof(upc_frame)) != 0) {
799                 kprintf("bad stack on upcall\n");
800         } else {
801                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
802                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
803                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
804                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
805                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
806         }
807 }
808
809 /*
810  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
811  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
812  * being overwritten by the syscall return value.
813  *
814  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
815  * and the function pointer in %eax.  
816  */
817 int
818 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
819 {
820         struct upc_frame upc_frame;
821         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
822         struct trapframe *regs;
823         int error;
824         struct upcall upcall;
825         int crit_count;
826
827         regs = lp->lwp_md.md_regs;
828
829         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
830         if (error == 0) {
831             if (vu) {
832                 /*
833                  * This jumps us to the next ready context.
834                  */
835                 vu->vu_pending = 0;
836                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
837                 crit_count = 0;
838                 if (error == 0)
839                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
840                 ++crit_count;
841                 if (error == 0)
842                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
843                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
844                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
845                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
846                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
847                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
848             } else {
849                 /*
850                  * This returns us to the originally interrupted code.
851                  */
852                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
853                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
854                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
855                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
856                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
857                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
858                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
859                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
860             }
861         }
862         if (error == 0)
863                 error = EJUSTRETURN;
864         return(error);
865 }
866
867 /*
868  * Machine dependent boot() routine
869  *
870  * I haven't seen anything to put here yet
871  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
872  */
873 void
874 cpu_boot(int howto)
875 {
876 }
877
878 /*
879  * Shutdown the CPU as much as possible
880  */
881 void
882 cpu_halt(void)
883 {
884         for (;;)
885                 __asm__ __volatile("hlt");
886 }
887
888 /*
889  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
890  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
891  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
892  *
893  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
894  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
895  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
896  * critical section.
897  *
898  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
899  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
900  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
901  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
902  *
903  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
904  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
905  */
906 static int      cpu_idle_hlt = 2;
907 static int      cpu_idle_hltcnt;
908 static int      cpu_idle_spincnt;
909 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
910     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
911 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
912     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
913 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
914     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
915
916 static void
917 cpu_idle_default_hook(void)
918 {
919         /*
920          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
921          * following the sti.
922          */
923         __asm __volatile("sti; hlt");
924 }
925
926 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
927 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
928
929 void
930 cpu_idle(void)
931 {
932         struct thread *td = curthread;
933
934         crit_exit();
935         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
936         for (;;) {
937                 /*
938                  * See if there are any LWKTs ready to go.
939                  */
940                 lwkt_switch();
941
942                 /*
943                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
944                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
945                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
946                  */
947                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
948                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
949                         __asm __volatile("cli");
950                         splz();
951                         if (!lwkt_runnable()) {
952                                 if (cpu_idle_hlt == 1)
953                                         cpu_idle_default_hook();
954                                 else
955                                         cpu_idle_hook();
956                         }
957 #ifdef SMP
958                         else
959                                 handle_cpu_contention_mask();
960 #endif
961                         __asm __volatile("sti");
962                         ++cpu_idle_hltcnt;
963                 } else {
964                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
965                         splz();
966 #ifdef SMP
967                         __asm __volatile("sti");
968                         handle_cpu_contention_mask();
969 #else
970                         __asm __volatile("sti");
971 #endif
972                         ++cpu_idle_spincnt;
973                 }
974         }
975 }
976
977 #ifdef SMP
978
979 /*
980  * This routine is called when the only runnable threads require
981  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
982  * we let the scheduler spin.
983  */
984 void
985 handle_cpu_contention_mask(void)
986 {
987         cpumask_t mask;
988
989         mask = cpu_contention_mask;
990         cpu_ccfence();
991         if (mask && BSFCPUMASK(mask) != mycpu->gd_cpuid)
992                 DELAY(2);
993 }
994
995 /*
996  * This routine is called if a spinlock has been held through the
997  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
998  * we let it spin.
999  */
1000 void
1001 cpu_spinlock_contested(void)
1002 {
1003         cpu_pause();
1004 }
1005
1006 #endif
1007
1008 /*
1009  * Clear registers on exec
1010  */
1011 void
1012 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1013 {
1014         struct thread *td = curthread;
1015         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1016         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1017         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1018
1019         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1020         user_ldt_free(pcb);
1021   
1022         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1023         regs->tf_rip = entry;
1024         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1025         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1026         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1027         regs->tf_ss = _udatasel;
1028         regs->tf_cs = _ucodesel;
1029         regs->tf_rbx = ps_strings;
1030
1031         /*
1032          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1033          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1034          */
1035         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1036                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1037                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1038                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1039                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1040                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1041                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1042                 if (pcb == td->td_pcb) {
1043                         /*
1044                          * Clear the debug registers on the running
1045                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1046                          * the next process we switch to.
1047                          */
1048                         reset_dbregs();
1049                 }
1050                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1051         }
1052
1053         /*
1054          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1055          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1056          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1057          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1058          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1059          */
1060         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1061
1062         /*
1063          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1064          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1065          *       may panic in npxdna().
1066          */
1067         crit_enter();
1068         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1069
1070         /*
1071          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1072          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1073          *       code knows what the current MSR values are.
1074          */
1075         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1076         pcb->pcb_gsbase = 0;
1077         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1078         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1079         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1080         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1081
1082         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1083         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1084         crit_exit();
1085
1086         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1087         pcb->pcb_es = _udatasel;
1088         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1089         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1090 }
1091
1092 void
1093 cpu_setregs(void)
1094 {
1095         register_t cr0;
1096
1097         cr0 = rcr0();
1098         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1099         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1100         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1101         load_cr0(cr0);
1102         load_gs(_udatasel);
1103 }
1104
1105 static int
1106 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1107 {
1108         int error;
1109         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1110                 req);
1111         if (!error && req->newptr)
1112                 resettodr();
1113         return (error);
1114 }
1115
1116 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1117         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1118
1119 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1120         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1121
1122 #if JG
1123 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1124         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1125 #endif
1126
1127 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1128         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1129
1130 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1131 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1132         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1133
1134 /*
1135  * Initialize 386 and configure to run kernel
1136  */
1137
1138 /*
1139  * Initialize segments & interrupt table
1140  */
1141
1142 int _default_ldt;
1143 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1144 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1145 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1146 #if JG
1147 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1148 #endif
1149
1150 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1151 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1152
1153 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1154 extern int has_f00f_bug;
1155 #endif
1156
1157 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1158 void *proc0paddr;
1159 /* JG alignment? */
1160 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1161
1162
1163 /* software prototypes -- in more palatable form */
1164 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1165 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1166 {       0x0,                    /* segment base address  */
1167         0x0,                    /* length */
1168         0,                      /* segment type */
1169         0,                      /* segment descriptor priority level */
1170         0,                      /* segment descriptor present */
1171         0,                      /* long */
1172         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1173         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1174 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1175 {       0x0,                    /* segment base address  */
1176         0xfffff,                /* length - all address space */
1177         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1178         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1179         1,                      /* segment descriptor present */
1180         1,                      /* long */
1181         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1182         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1183 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1184 {       0x0,                    /* segment base address  */
1185         0xfffff,                /* length - all address space */
1186         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1187         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1188         1,                      /* segment descriptor present */
1189         1,                      /* long */
1190         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1191         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1192 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1193 {       0x0,                    /* segment base address  */
1194         0xfffff,                /* length - all address space */
1195         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1196         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1197         1,                      /* segment descriptor present */
1198         0,                      /* long */
1199         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1200         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1201 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1202 {       0x0,                    /* segment base address  */
1203         0xfffff,                /* length - all address space */
1204         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1205         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1206         1,                      /* segment descriptor present */
1207         0,                      /* long */
1208         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1209         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1210 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1211 {       0x0,                    /* segment base address  */
1212         0xfffff,                /* length - all address space */
1213         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1214         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1215         1,                      /* segment descriptor present */
1216         1,                      /* long */
1217         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1218         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1219 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1220 {
1221         0x0,                    /* segment base address */
1222         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1223         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1224         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1225         1,                      /* segment descriptor present */
1226         0,                      /* long */
1227         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1228         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1229 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1230 {       0x0,                    /* segment base address  */
1231         0x0,                    /* length */
1232         0,                      /* segment type */
1233         0,                      /* segment descriptor priority level */
1234         0,                      /* segment descriptor present */
1235         0,                      /* long */
1236         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1237         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1238 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1239 {       0x0,                    /* segment base address  */
1240         0xfffff,                /* length - all address space */
1241         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1242         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1243         1,                      /* segment descriptor present */
1244         0,                      /* long */
1245         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1246         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1247 };
1248
1249 void
1250 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1251 {
1252         struct gate_descriptor *ip;
1253
1254         ip = idt + idx;
1255         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1256         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1257         ip->gd_ist = ist;
1258         ip->gd_xx = 0;
1259         ip->gd_type = typ;
1260         ip->gd_dpl = dpl;
1261         ip->gd_p = 1;
1262         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1263 }
1264
1265 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1266
1267 extern inthand_t
1268         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1269         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1270         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1271         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1272         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1273         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1274
1275 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1276 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1277 #endif
1278
1279 void
1280 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1281 {
1282         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1283         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1284         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1285         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1286         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1287         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1288         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1289 }
1290
1291 void
1292 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1293 {
1294
1295         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1296         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1297         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1298         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1299         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1300         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1301         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1302         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1303         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1304         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1305 }
1306
1307 void
1308 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1309     struct system_segment_descriptor *sd)
1310 {
1311
1312         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1313         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1314         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1315         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1316         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1317         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1318         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1319         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1320 }
1321
1322 u_int basemem;
1323
1324 /*
1325  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1326  * available physical memory in the system, then test this memory and
1327  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1328  *
1329  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1330  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1331  *
1332  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1333  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1334  *
1335  * XXX first should be vm_paddr_t.
1336  */
1337 static void
1338 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1339 {
1340         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1341         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1342         u_long physmem_tunable;
1343         pt_entry_t *pte;
1344         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1345         u_int32_t smapsize;
1346         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1347
1348         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1349         basemem = 0;
1350         physmap_idx = 0;
1351
1352         /*
1353          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1354          *
1355          * subr_module.c says:
1356          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1357          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1358          */
1359         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1360             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1361         if (smapbase == NULL)
1362                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1363
1364         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1365         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1366
1367         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1368                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1369                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1370                             smap->type, smap->base, smap->length);
1371
1372                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1373                         continue;
1374
1375                 if (smap->length == 0)
1376                         continue;
1377
1378                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1379                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1380                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1381                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1382                                                 "memory region, ignoring "
1383                                                 "second region\n");
1384                                 }
1385                                 continue;
1386                         }
1387                 }
1388                 Realmem += smap->length;
1389
1390                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1391                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1392                         continue;
1393                 }
1394
1395                 physmap_idx += 2;
1396                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1397                         kprintf("Too many segments in the physical "
1398                                 "address map, giving up\n");
1399                         break;
1400                 }
1401                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1402                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1403         }
1404
1405         /*
1406          * Find the 'base memory' segment for SMP
1407          */
1408         basemem = 0;
1409         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1410                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1411                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1412                         break;
1413                 }
1414         }
1415         if (basemem == 0)
1416                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1417
1418 #ifdef SMP
1419         /* make hole for AP bootstrap code */
1420         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1421
1422         /* Save EBDA address, if any */
1423         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1424         ebda_addr <<= 4;
1425 #endif
1426
1427         /*
1428          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1429          * highest page of the physical address space.  It should be
1430          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1431          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1432          */
1433         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1434
1435 #ifdef MAXMEM
1436         Maxmem = MAXMEM / 4;
1437 #endif
1438
1439         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1440                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1441
1442         /*
1443          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1444          * in the system.
1445          */
1446         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1447                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1448
1449         /*
1450          *
1451          */
1452         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1453                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1454                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1455         }
1456
1457         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1458             (boothowto & RB_VERBOSE))
1459                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1460
1461         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1462         pmap_bootstrap(&first);
1463
1464         /*
1465          * Size up each available chunk of physical memory.
1466          */
1467         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1468         pa_indx = 0;
1469         da_indx = 1;
1470         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1471         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1472         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1473         pte = CMAP1;
1474
1475         /*
1476          * Get dcons buffer address
1477          */
1478         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1479             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1480                 dcons_addr = 0;
1481
1482         /*
1483          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1484          * round up the start address and round down the end address.
1485          */
1486         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1487                 vm_paddr_t end;
1488
1489                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1490                 if (physmap[i + 1] < end)
1491                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1492                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1493                         int tmp, page_bad, full;
1494                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1495
1496                         full = FALSE;
1497                         /*
1498                          * block out kernel memory as not available.
1499                          */
1500                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1501                                 goto do_dump_avail;
1502
1503                         /*
1504                          * block out dcons buffer
1505                          */
1506                         if (dcons_addr > 0
1507                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1508                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1509                                 goto do_dump_avail;
1510
1511                         page_bad = FALSE;
1512
1513                         /*
1514                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1515                          */
1516                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1517                         cpu_invltlb();
1518
1519                         tmp = *(int *)ptr;
1520                         /*
1521                          * Test for alternating 1's and 0's
1522                          */
1523                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1524                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1525                                 page_bad = TRUE;
1526                         /*
1527                          * Test for alternating 0's and 1's
1528                          */
1529                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1530                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1531                                 page_bad = TRUE;
1532                         /*
1533                          * Test for all 1's
1534                          */
1535                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1536                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1537                                 page_bad = TRUE;
1538                         /*
1539                          * Test for all 0's
1540                          */
1541                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1542                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1543                                 page_bad = TRUE;
1544                         /*
1545                          * Restore original value.
1546                          */
1547                         *(int *)ptr = tmp;
1548
1549                         /*
1550                          * Adjust array of valid/good pages.
1551                          */
1552                         if (page_bad == TRUE)
1553                                 continue;
1554                         /*
1555                          * If this good page is a continuation of the
1556                          * previous set of good pages, then just increase
1557                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1558                          * Note that "end" points one higher than end,
1559                          * making the range >= start and < end.
1560                          * If we're also doing a speculative memory
1561                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1562                          * so that we keep going. The first bad page
1563                          * will terminate the loop.
1564                          */
1565                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1566                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1567                         } else {
1568                                 pa_indx++;
1569                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1570                                         kprintf(
1571                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1572                                         pa_indx--;
1573                                         full = TRUE;
1574                                         goto do_dump_avail;
1575                                 }
1576                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1577                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1578                         }
1579                         physmem++;
1580 do_dump_avail:
1581                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1582                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1583                         } else {
1584                                 da_indx++;
1585                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1586                                         da_indx--;
1587                                         goto do_next;
1588                                 }
1589                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1590                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1591                         }
1592 do_next:
1593                         if (full)
1594                                 break;
1595                 }
1596         }
1597         *pte = 0;
1598         cpu_invltlb();
1599
1600         /*
1601          * XXX
1602          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1603          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1604          * calculation, etc.).
1605          */
1606         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1607             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1608                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1609                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1610                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1611         }
1612
1613         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1614
1615         /* Trim off space for the message buffer. */
1616         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1617
1618         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1619
1620         /* Map the message buffer. */
1621         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1622                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1623                     off);
1624 }
1625
1626 #ifdef SMP
1627 #ifdef APIC_IO
1628 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1629 #else
1630 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1631 #endif
1632 TUNABLE_INT("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1633 extern struct machintr_abi MachIntrABI_APIC;
1634 #endif
1635
1636 extern struct machintr_abi MachIntrABI_ICU;
1637 struct machintr_abi MachIntrABI;
1638
1639 /*
1640  * IDT VECTORS:
1641  *      0       Divide by zero
1642  *      1       Debug
1643  *      2       NMI
1644  *      3       BreakPoint
1645  *      4       OverFlow
1646  *      5       Bound-Range
1647  *      6       Invalid OpCode
1648  *      7       Device Not Available (x87)
1649  *      8       Double-Fault
1650  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1651  *      10      Invalid-TSS
1652  *      11      Segment not present
1653  *      12      Stack
1654  *      13      General Protection
1655  *      14      Page Fault
1656  *      15      Reserved
1657  *      16      x87 FP Exception pending
1658  *      17      Alignment Check
1659  *      18      Machine Check
1660  *      19      SIMD floating point
1661  *      20-31   reserved
1662  *      32-255  INTn/external sources
1663  */
1664 u_int64_t
1665 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1666 {
1667         caddr_t kmdp;
1668         int gsel_tss, x;
1669 #if JG
1670         int metadata_missing, off;
1671 #endif
1672         struct mdglobaldata *gd;
1673         u_int64_t msr;
1674
1675         /*
1676          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1677          */
1678         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1679         bzero(gd, sizeof(*gd));
1680
1681         /*
1682          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1683          * early in the boot sequence because the system assumes
1684          * that 'curthread' is never NULL.
1685          */
1686
1687         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1688         thread0.td_gd = &gd->mi;
1689
1690         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1691
1692 #if JG
1693         metadata_missing = 0;
1694         if (bootinfo.bi_modulep) {
1695                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1696                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1697         } else {
1698                 metadata_missing = 1;
1699         }
1700         if (bootinfo.bi_envp)
1701                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1702 #endif
1703
1704         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1705         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1706         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1707         if (kmdp == NULL)
1708                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1709         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1710         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1711 #ifdef DDB
1712         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1713         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1714 #endif
1715
1716         /*
1717          * Setup MachIntrABI
1718          * XXX: Where is the correct place for it?
1719          */
1720         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1721 #ifdef SMP
1722         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1723         if (apic_io_enable)
1724                 MachIntrABI = MachIntrABI_APIC;
1725 #endif
1726
1727         /*
1728          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1729          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1730          */
1731         ncpus = 1;
1732         ncpus2 = 1;
1733         ncpus_fit = 1;
1734         /* Init basic tunables, hz etc */
1735         init_param1();
1736
1737         /*
1738          * make gdt memory segments
1739          */
1740         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1741                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1742
1743         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1744
1745         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1746                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1747                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1748         }
1749         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1750             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1751
1752         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1753         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1754         lgdt(&r_gdt);
1755
1756         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1757         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1758         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1759
1760         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1761         cpu_gdinit(gd, 0);
1762         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1763         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1764         safepri = TDPRI_MAX;
1765
1766         /* spinlocks and the BGL */
1767         init_locks();
1768
1769         /* exceptions */
1770         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1771                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1772         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1773         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1774         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1775         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1776         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1777         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1778         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1779         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1780         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1781         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1782         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1783         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1784         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1785         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1786         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1787         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1788         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1789         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1790         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1791
1792         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1793         r_idt.rd_base = (long) idt;
1794         lidt(&r_idt);
1795
1796         /*
1797          * Initialize the console before we print anything out.
1798          */
1799         cninit();
1800
1801 #if JG
1802         if (metadata_missing)
1803                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1804 #endif
1805
1806 #if     NISA >0
1807         isa_defaultirq();
1808 #endif
1809         rand_initialize();
1810
1811 #ifdef DDB
1812         kdb_init();
1813         if (boothowto & RB_KDB)
1814                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1815 #endif
1816
1817 #if JG
1818         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1819         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1820         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1821 #endif
1822         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1823         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1824
1825         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1826         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1827                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1828                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1829         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1830         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1831
1832         /* double fault stack */
1833         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1834                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1835                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1836
1837         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1838         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1839
1840         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1841         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1842         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1843         ltr(gsel_tss);
1844
1845         /* Set up the fast syscall stuff */
1846         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1847         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1848         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1849         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1850         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1851               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1852         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1853         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1854
1855         getmemsize(kmdp, physfree);
1856         init_param2(physmem);
1857
1858         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1859
1860         /* Map the message buffer. */
1861 #if JG
1862         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1863                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1864 #endif
1865
1866         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1867
1868
1869         /* transfer to user mode */
1870
1871         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1872         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1873         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1874
1875         load_ds(_udatasel);
1876         load_es(_udatasel);
1877         load_fs(_udatasel);
1878
1879         /* setup proc 0's pcb */
1880         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1881         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1882         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1883         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1884
1885         /* Location of kernel stack for locore */
1886         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1891  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1892  * data space were allocated in locore.
1893  *
1894  * Note: the idlethread's cpl is 0
1895  *
1896  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1897  */
1898 void
1899 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1900 {
1901         if (cpu)
1902                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1903
1904         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1905                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1906                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1907                         0, &gd->mi);
1908         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1909         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1910         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1911         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1912 }
1913
1914 int
1915 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1916 {
1917         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1918             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1919                 return (TRUE);
1920         }
1921         return (FALSE);
1922 }
1923
1924 struct globaldata *
1925 globaldata_find(int cpu)
1926 {
1927         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1928         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1929 }
1930
1931 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1932 static void f00f_hack(void *unused);
1933 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1934
1935 static void
1936 f00f_hack(void *unused) 
1937 {
1938         struct gate_descriptor *new_idt;
1939         vm_offset_t tmp;
1940
1941         if (!has_f00f_bug)
1942                 return;
1943
1944         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1945
1946         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1947
1948         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1949         if (tmp == 0)
1950                 panic("kmem_alloc returned 0");
1951         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1952                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1953         /* Put the first seven entries in the lower page */
1954         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1955         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1956         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1957         lidt(&r_idt);
1958         idt = new_idt;
1959         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1960                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1961                 panic("vm_map_protect failed");
1962         return;
1963 }
1964 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1965
1966 int
1967 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1968 {
1969         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1970         return (0);
1971 }
1972
1973 int
1974 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1975 {
1976         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1977         return (0);
1978 }
1979
1980 int
1981 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1982 {
1983         struct trapframe *tp;
1984
1985         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1986         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1987         return (0);
1988 }
1989
1990 int
1991 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1992 {
1993         struct trapframe *tp;
1994
1995         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1996         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1997             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1998                 return (EINVAL);
1999         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2000         return (0);
2001 }
2002
2003 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2004 static void
2005 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2006 {
2007         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2008         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2009         int i;
2010
2011         /* FPU control/status */
2012         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2013         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2014         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2015         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2016         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2017         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2018         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2019         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2020
2021         /* FPU registers */
2022         for (i = 0; i < 8; ++i)
2023                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2024
2025         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2026 }
2027
2028 static void
2029 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2030 {
2031         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2032         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2033         int i;
2034
2035         /* FPU control/status */
2036         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2037         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2038         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2039         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2040         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2041         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2042         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2043         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2044
2045         /* FPU registers */
2046         for (i = 0; i < 8; ++i)
2047                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2048
2049         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2050 }
2051 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2052
2053 int
2054 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2055 {
2056 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2057         if (cpu_fxsr) {
2058                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2059                                 (struct save87 *)fpregs);
2060                 return (0);
2061         }
2062 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2063         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2064         return (0);
2065 }
2066
2067 int
2068 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2069 {
2070 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2071         if (cpu_fxsr) {
2072                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2073                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2074                 return (0);
2075         }
2076 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2077         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2078         return (0);
2079 }
2080
2081 int
2082 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2083 {
2084         if (lp == NULL) {
2085                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2086                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2087                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2088                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2089                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2090                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2091                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2092                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2093         } else {
2094                 struct pcb *pcb;
2095
2096                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2097                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2098                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2099                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2100                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2101                 dbregs->dr[4] = 0;
2102                 dbregs->dr[5] = 0;
2103                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2104                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2105         }
2106         return (0);
2107 }
2108
2109 int
2110 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2111 {
2112         if (lp == NULL) {
2113                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2114                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2115                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2116                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2117                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2118                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2119                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2120                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2121         } else {
2122                 struct pcb *pcb;
2123                 struct ucred *ucred;
2124                 int i;
2125                 uint64_t mask1, mask2;
2126
2127                 /*
2128                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2129                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2130                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2131                  * TRCTRAP.
2132                  */
2133                 /* JG this loop looks unreadable */
2134                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2135                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2136                  */
2137                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2138                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2139                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2140                  * carried to decide if it is safe and useful to
2141                  * provide access to that capability
2142                  */
2143                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2144                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2145                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2146                                 return (EINVAL);
2147                 
2148                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2149                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2150
2151                 /*
2152                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2153                  * process's address space.  If a process could do this, it
2154                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2155                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2156                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2157                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2158                  * uid 0.
2159                  *
2160                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2161                  * address space is written into from within the kernel
2162                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2163                  * from within kernel mode?
2164                  */
2165
2166                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2167                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2168                                 /* dr0 is enabled */
2169                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2170                                         return (EINVAL);
2171                         }
2172
2173                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2174                                 /* dr1 is enabled */
2175                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2176                                         return (EINVAL);
2177                         }
2178
2179                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2180                                 /* dr2 is enabled */
2181                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2182                                         return (EINVAL);
2183                         }
2184
2185                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2186                                 /* dr3 is enabled */
2187                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2188                                         return (EINVAL);
2189                         }
2190                 }
2191
2192                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2193                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2194                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2195                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2196                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2197                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2198
2199                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2200         }
2201
2202         return (0);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2207  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2208  */
2209 int
2210 user_dbreg_trap(void)
2211 {
2212         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2213         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2214         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2215         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2216         int i;
2217         
2218         dr7 = rdr7();
2219         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2220                 /*
2221                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2222                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2223                  * hardware debug registers
2224                  */
2225                 return 0;
2226         }
2227
2228         nbp = 0;
2229         dr6 = rdr6();
2230         bp = dr6 & 0xf;
2231
2232         if (bp == 0) {
2233                 /*
2234                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2235                  * trap was not caused by any of the debug registers
2236                  */
2237                 return 0;
2238         }
2239
2240         /*
2241          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2242          * which ones and if any of them are user space addresses
2243          */
2244
2245         if (bp & 0x01) {
2246                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2247         }
2248         if (bp & 0x02) {
2249                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2250         }
2251         if (bp & 0x04) {
2252                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2253         }
2254         if (bp & 0x08) {
2255                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2256         }
2257
2258         for (i=0; i<nbp; i++) {
2259                 if (addr[i] <
2260                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2261                         /*
2262                          * addr[i] is in user space
2263                          */
2264                         return nbp;
2265                 }
2266         }
2267
2268         /*
2269          * None of the breakpoints are in user space.
2270          */
2271         return 0;
2272 }
2273
2274
2275 #ifndef DDB
2276 void
2277 Debugger(const char *msg)
2278 {
2279         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2280 }
2281 #endif /* no DDB */
2282
2283 #ifdef DDB
2284
2285 /*
2286  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2287  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2288  * called inside DDB.
2289  *
2290  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2291  */
2292
2293 #undef inb
2294 #undef outb
2295
2296 /* silence compiler warnings */
2297 u_char inb(u_int);
2298 void outb(u_int, u_char);
2299
2300 u_char
2301 inb(u_int port)
2302 {
2303         u_char  data;
2304         /*
2305          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2306          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2307          * if we tell it to load (u_short) port.
2308          */
2309         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2310         return (data);
2311 }
2312
2313 void
2314 outb(u_int port, u_char data)
2315 {
2316         u_char  al;
2317         /*
2318          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2319          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2320          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2321          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2322          */
2323         al = data;
2324         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2325 }
2326
2327 #endif /* DDB */
2328
2329
2330
2331 #include "opt_cpu.h"
2332
2333
2334 /*
2335  * initialize all the SMP locks
2336  */
2337
2338 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2339 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2340
2341 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2342 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2343
2344 /* critical region around INTR() routines */
2345 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2346
2347 /* lock region used by kernel profiling */
2348 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2349
2350 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2351 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2352
2353 /* lock regions around the clock hardware */
2354 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2355
2356 static void
2357 init_locks(void)
2358 {
2359         /*
2360          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2361          */
2362         /*
2363          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2364          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2365          */
2366 #ifdef SMP
2367         cpu_get_initial_mplock();
2368 #endif
2369         /* DEPRECATED */
2370         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2371         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2372         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2373         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2374         spin_lock_init(&com_spinlock);
2375         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2376
2377         /* our token pool needs to work early */
2378         lwkt_token_pool_init();
2379 }
2380