sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_swap.h"
  53
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/sysproto.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/kernel.h>
  59 #include <sys/linker.h>
  60 #include <sys/malloc.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/priv.h>
  63 #include <sys/buf.h>
  64 #include <sys/reboot.h>
  65 #include <sys/mbuf.h>
  66 #include <sys/msgbuf.h>
  67 #include <sys/sysent.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69 #include <sys/vmmeter.h>
  70 #include <sys/bus.h>
  71 #include <sys/usched.h>
  72 #include <sys/reg.h>
  73
  74 #include <vm/vm.h>
  75 #include <vm/vm_param.h>
  76 #include <sys/lock.h>
  77 #include <vm/vm_kern.h>
  78 #include <vm/vm_object.h>
  79 #include <vm/vm_page.h>
  80 #include <vm/vm_map.h>
  81 #include <vm/vm_pager.h>
  82 #include <vm/vm_extern.h>
  83
  84 #include <sys/thread2.h>
  85 #include <sys/mplock2.h>
  86 #include <sys/mutex2.h>
  87
  88 #include <sys/user.h>
  89 #include <sys/exec.h>
  90 #include <sys/cons.h>
  91
  92 #include <ddb/ddb.h>
  93
  94 #include <machine/cpu.h>
  95 #include <machine/clock.h>
  96 #include <machine/specialreg.h>
  97 #if JG
  98 #include <machine/bootinfo.h>
  99 #endif
 100 #include <machine/md_var.h>
 101 #include <machine/metadata.h>
 102 #include <machine/pc/bios.h>
 103 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 104 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 105 #include <machine/smp.h>
 106 #ifdef PERFMON
 107 #include <machine/perfmon.h>
 108 #endif
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111
 112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 113 #include <bus/isa/isa_device.h>
 114 #endif
 115 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 116 #include <bus/isa/rtc.h>
 117 #include <sys/random.h>
 118 #include <sys/ptrace.h>
 119 #include <machine/sigframe.h>
 120
 121 #include <sys/machintr.h>
 122 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 123 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 124 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 125 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 126 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 127 #include <machine/mptable.h>
 128
 129 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 130
 131 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 132
 133 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 134 extern void identify_cpu(void);
 135 #if JG
 136 extern void finishidentcpu(void);
 137 #endif
 138 extern void panicifcpuunsupported(void);
 139
 140 static void cpu_startup(void *);
 141 static void pic_finish(void *);
 142 static void cpu_finish(void *);
 143
 144 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 147 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 148 #ifdef DIRECTIO
 149 extern void ffs_rawread_setup(void);
 150 #endif /* DIRECTIO */
 151 static void init_locks(void);
 152
 153 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 154 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
 155 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
 156
 157 #ifdef DDB
 158 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 159 #endif
 160
 161 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
 162
 163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 164 u_long  atdevbase;
 165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 166 int cpu_mwait_halt;
 167
 168 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 169 extern int swtch_optim_stats;
 170 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 171         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 172 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 173         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 174 #endif
 175 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 176         CTLFLAG_RW, &cpu_mwait_halt, 0, "");
 177
 178 long physmem = 0;
 179
 180 u_long ebda_addr = 0;
 181
 182 int imcr_present = 0;
 183
 184 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 185
 186 u_int base_memory;
 187 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 188
 189 static int
 190 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 191 {
 192         u_long pmem = ctob(physmem);
 193
 194         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 195         return (error);
 196 }
 197
 198 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 199         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 200
 201 static int
 202 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 203 {
 204         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 205                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 206         return (error);
 207 }
 208
 209 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 210         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 211
 212 static int
 213 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 214 {
 215         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 216                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 217         return (error);
 218 }
 219
 220 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 221         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 222
 223 vm_paddr_t Maxmem;
 224 vm_paddr_t Realmem;
 225
 226 /*
 227  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 228  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 229  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 230  * PHYSSEG entries.
 231  */
 232 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 233
 234 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 235 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 236
 237 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 238 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 239 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 240
 241 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 242 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 243 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 244 static struct trapframe proc0_tf;
 245
 246 static void
 247 cpu_startup(void *dummy)
 248 {
 249         caddr_t v;
 250         vm_size_t size = 0;
 251         vm_offset_t firstaddr;
 252
 253         /*
 254          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 255          */
 256         kprintf("%s", version);
 257         startrtclock();
 258         printcpuinfo();
 259         panicifcpuunsupported();
 260 #ifdef PERFMON
 261         perfmon_init();
 262 #endif
 263         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 264                 (intmax_t)Realmem,
 265                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 266         /*
 267          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 268          */
 269         if (bootverbose) {
 270                 int indx;
 271
 272                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 273                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 274                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 275
 276                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 277                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 278                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 279                                 (intmax_t)size1,
 280                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 281                 }
 282         }
 283
 284         /*
 285          * Allocate space for system data structures.
 286          * The first available kernel virtual address is in "v".
 287          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 288          * As pages of memory are allocated and cleared,
 289          * "firstaddr" is incremented.
 290          * An index into the kernel page table corresponding to the
 291          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 292          */
 293
 294         /*
 295          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 296          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 297          * addresses to the various data structures.
 298          */
 299         firstaddr = 0;
 300 again:
 301         v = (caddr_t)firstaddr;
 302
 303 #define valloc(name, type, num) \
 304             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 305 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 306             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 307
 308         /*
 309          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 310          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 311          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 312          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 313          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 314          * maxbcache bytes.
 315          *
 316          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 317          */
 318         if (nbuf == 0) {
 319                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 320                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 321
 322                 nbuf = 50;
 323                 if (kbytes > 4096)
 324                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 325                 if (kbytes > 65536)
 326                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 327                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 328                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 329         }
 330
 331         /*
 332          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 333          * kernel_map.
 334          */
 335         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 336                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 337                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 338                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 339                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 340         }
 341
 342         /*
 343          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 344          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 345          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 346          * can prevent the system from paging properly.
 347          */
 348         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 349                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 350                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 351         }
 352
 353         /*
 354          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 355          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 356          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 357          */
 358         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 359                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 360                        sizeof(struct buf) / 2;
 361                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 362                         "considerations", nbuf);
 363         }
 364
 365         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 366 #ifdef NSWBUF_MIN
 367         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 368                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 369 #endif
 370 #ifdef DIRECTIO
 371         ffs_rawread_setup();
 372 #endif
 373
 374         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 375         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 376
 377         /*
 378          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 379          */
 380         if (firstaddr == 0) {
 381                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 382                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 383                 if (firstaddr == 0)
 384                         panic("startup: no room for tables");
 385                 goto again;
 386         }
 387
 388         /*
 389          * End of second pass, addresses have been assigned
 390          *
 391          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 392          *
 393          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 394          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 395          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 396          */
 397         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 398                 panic("startup: table size inconsistency");
 399
 400         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 401                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 402                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 403         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 404                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 405         buffer_map.system_map = 1;
 406         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 407                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 408         pager_map.system_map = 1;
 409
 410 #if defined(USERCONFIG)
 411         userconfig();
 412         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 413 #endif
 414
 415         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 416                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 417                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 418                 1024 / 1024);
 419
 420         /*
 421          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 422          */
 423         bufinit();
 424         vm_pager_bufferinit();
 425 }
 426
 427 static void
 428 cpu_finish(void *dummy __unused)
 429 {
 430         cpu_setregs();
 431 }
 432
 433 static void
 434 pic_finish(void *dummy __unused)
 435 {
 436         /* Log ELCR information */
 437         elcr_dump();
 438
 439         /* Log MPTABLE information */
 440         mptable_pci_int_dump();
 441
 442         /* Finalize PCI */
 443         MachIntrABI.finalize();
 444 }
 445
 446 /*
 447  * Send an interrupt to process.
 448  *
 449  * Stack is set up to allow sigcode stored
 450  * at top to call routine, followed by kcall
 451  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 452  * resets the signal mask, the stack, and the
 453  * frame pointer, it returns to the user
 454  * specified pc, psl.
 455  */
 456 void
 457 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 458 {
 459         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 460         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 461         struct trapframe *regs;
 462         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 463         struct sigframe sf, *sfp;
 464         int oonstack;
 465         char *sp;
 466
 467         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 468         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 469
 470         /* Save user context */
 471         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 472         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 473         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 474         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 475         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 476         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 477
 478         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 479         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 480
 481         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 482         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 483             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 484                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 485                               sizeof(struct sigframe));
 486                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 487         } else {
 488                 /* We take red zone into account */
 489                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 490         }
 491
 492         /*
 493          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 494          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 495          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 496          * kernel is ok.
 497          *
 498          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 499          * context directly.
 500          */
 501         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 502
 503         /* Translate the signal is appropriate */
 504         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 505                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 506                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 507         }
 508
 509         /*
 510          * Build the argument list for the signal handler.
 511          *
 512          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 513          */
 514         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 515         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 516
 517         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 518                 /*
 519                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 520                  *
 521                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 522                  */
 523                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 524                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 525                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 526
 527                 /* fill siginfo structure */
 528                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 529                 sf.sf_si.si_code = code;
 530                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 531         } else {
 532                 /*
 533                  * Old FreeBSD-style arguments.
 534                  *
 535                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 536                  */
 537                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 538                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 539                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 540         }
 541
 542         /*
 543          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 544          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 545          * eflags.
 546          */
 547 #if JG
 548         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 549                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 550                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 551
 552                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 553                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 554                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 555                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 556
 557                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 558                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 559                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 560                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 561
 562                 /*
 563                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 564                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 565                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 566                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 567                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 568                  */
 569                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 570         }
 571 #endif
 572
 573         /*
 574          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 575          */
 576         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 577
 578         /*
 579          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 580          */
 581         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 582                 /*
 583                  * Something is wrong with the stack pointer.
 584                  * ...Kill the process.
 585                  */
 586                 sigexit(lp, SIGILL);
 587         }
 588
 589         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 590         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 591
 592         /*
 593          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 594          * on function entry
 595          */
 596         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 597
 598         /*
 599          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 600          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 601          * stored in-context.
 602          */
 603         regs->tf_cs = _ucodesel;
 604         regs->tf_ss = _udatasel;
 605         clear_quickret();
 606 }
 607
 608 /*
 609  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 610  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 611  * issue.
 612  *
 613  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 614  * bad idea?
 615  */
 616 int
 617 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 618 {
 619         frame->tf_cs = _ucodesel;
 620         frame->tf_ss = _udatasel;
 621         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 622         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 623         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 624
 625         return(0);
 626 }
 627
 628 /*
 629  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 630  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 631  */
 632 int
 633 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 634 {
 635         return(0);
 636 }
 637
 638 /*
 639  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 640  *
 641  * System call to cleanup state after a signal
 642  * has been taken.  Reset signal mask and
 643  * stack state from context left by sendsig (above).
 644  * Return to previous pc and psl as specified by
 645  * context left by sendsig. Check carefully to
 646  * make sure that the user has not modified the
 647  * state to gain improper privileges.
 648  *
 649  * MPSAFE
 650  */
 651 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 652 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 653
 654 int
 655 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 656 {
 657         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 658         struct trapframe *regs;
 659         ucontext_t uc;
 660         ucontext_t *ucp;
 661         register_t rflags;
 662         int cs;
 663         int error;
 664
 665         /*
 666          * We have to copy the information into kernel space so userland
 667          * can't modify it while we are sniffing it.
 668          */
 669         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 670         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 671         if (error)
 672                 return (error);
 673         ucp = &uc;
 674         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 675
 676         /* VM (8086) mode not supported */
 677         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 678
 679 #if JG
 680         if (eflags & PSL_VM) {
 681                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 682                 struct vm86_kernel *vm86;
 683
 684                 /*
 685                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 686                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 687                  */
 688                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 689                         return (EINVAL);
 690                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 691                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 692                         return (EINVAL);
 693
 694                 /* go back to user mode if both flags are set */
 695                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 696                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 697
 698                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 699                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 700                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 701                 } else {
 702                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 703                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 704                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 705                 }
 706                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 707                 tf->tf_eflags = eflags;
 708                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 709                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 710                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 711                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 712                 tf->tf_ds = _udatasel;
 713                 tf->tf_es = _udatasel;
 714                 tf->tf_fs = _udatasel;
 715                 tf->tf_gs = _udatasel;
 716         } else
 717 #endif
 718         {
 719                 /*
 720                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 721                  */
 722                 /*
 723                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 724                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 725                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 726                  * the signal context during signal handling and there is no
 727                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 728                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 729                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 730                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 731                  */
 732                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 733                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 734                         return(EINVAL);
 735                 }
 736
 737                 /*
 738                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 739                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 740                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 741                  */
 742                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 743                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 744                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 745                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 746                         return(EINVAL);
 747                 }
 748                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 749         }
 750
 751         /*
 752          * Restore the FPU state from the frame
 753          */
 754         crit_enter();
 755         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 756
 757         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 758                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 759         else
 760                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 761
 762         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 763         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 764         clear_quickret();
 765         crit_exit();
 766         return(EJUSTRETURN);
 767 }
 768
 769 /*
 770  * Machine dependent boot() routine
 771  *
 772  * I haven't seen anything to put here yet
 773  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 774  */
 775 void
 776 cpu_boot(int howto)
 777 {
 778 }
 779
 780 /*
 781  * Shutdown the CPU as much as possible
 782  */
 783 void
 784 cpu_halt(void)
 785 {
 786         for (;;)
 787                 __asm__ __volatile("hlt");
 788 }
 789
 790 /*
 791  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 792  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 793  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 794  *
 795  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 796  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 797  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 798  * critical section.
 799  *
 800  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 801  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
 802  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
 803  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 804  *
 805  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 806  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 807  *
 808  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
 809  *       must occur before it starts using ACPI halt.
 810  */
 811 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 812 static int      cpu_idle_hltcnt;
 813 static int      cpu_idle_spincnt;
 814 static u_int    cpu_idle_repeat = 750;
 815 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 816     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 817 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 818     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 819 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 820     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 821 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 822     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 823
 824 static void
 825 cpu_idle_default_hook(void)
 826 {
 827         /*
 828          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 829          * following the sti.
 830          */
 831         __asm __volatile("sti; hlt");
 832 }
 833
 834 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 835 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 836
 837 void
 838 cpu_idle(void)
 839 {
 840         globaldata_t gd = mycpu;
 841         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
 842         int reqflags;
 843         int quick;
 844
 845         crit_exit();
 846         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 847         for (;;) {
 848                 /*
 849                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 850                  */
 851                 lwkt_switch();
 852
 853                 /*
 854                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 855                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 856                  * splz() does the job.
 857                  *
 858                  * cpu_idle_hlt:
 859                  *      0       Never halt, just spin
 860                  *
 861                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 862                  *              This typically eats more power than the
 863                  *              ACPI halt.
 864                  *
 865                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 866                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 867                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 868                  *
 869                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 870                  *              eats the least amount of power but the cpu
 871                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 872                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 873                  *
 874                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 875                  *       section.
 876                  *
 877                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
 878                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 879                  *       it overflows.
 880                  */
 881                 ++gd->gd_idle_repeat;
 882                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 883                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 884                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 885                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 886
 887                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 888                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 889                         splz(); /* XXX */
 890                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
 891                                           cpu_mwait_halt);
 892                         ++cpu_idle_hltcnt;
 893                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 894                         __asm __volatile("cli");
 895                         splz();
 896                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 897                                 if (quick)
 898                                         cpu_idle_default_hook();
 899                                 else
 900                                         cpu_idle_hook();
 901                         }
 902                         __asm __volatile("sti");
 903                         ++cpu_idle_hltcnt;
 904                 } else {
 905                         splz();
 906                         __asm __volatile("sti");
 907                         ++cpu_idle_spincnt;
 908                 }
 909         }
 910 }
 911
 912 /*
 913  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 914  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 915  * we let it spin.
 916  */
 917 void
 918 cpu_spinlock_contested(void)
 919 {
 920         cpu_pause();
 921 }
 922
 923 /*
 924  * Clear registers on exec
 925  */
 926 void
 927 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 928 {
 929         struct thread *td = curthread;
 930         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 931         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 932         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 933
 934         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 935         user_ldt_free(pcb);
 936
 937         clear_quickret();
 938         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 939         regs->tf_rip = entry;
 940         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
 941         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 942         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 943         regs->tf_ss = _udatasel;
 944         regs->tf_cs = _ucodesel;
 945         regs->tf_rbx = ps_strings;
 946
 947         /*
 948          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 949          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 950          */
 951         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 952                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 953                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 954                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 955                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 956                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 957                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
 958                 if (pcb == td->td_pcb) {
 959                         /*
 960                          * Clear the debug registers on the running
 961                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 962                          * the next process we switch to.
 963                          */
 964                         reset_dbregs();
 965                 }
 966                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 967         }
 968
 969         /*
 970          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
 971          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
 972          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
 973          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
 974          * emulators don't provide an entry point for initialization.
 975          */
 976         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
 977
 978         /*
 979          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
 980          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
 981          *       may panic in npxdna().
 982          */
 983         crit_enter();
 984         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
 985
 986         /*
 987          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
 988          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
 989          *       code knows what the current MSR values are.
 990          */
 991         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
 992         pcb->pcb_gsbase = 0;
 993         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
 994         mdcpu->gd_user_gs = 0;
 995         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
 996         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
 997
 998         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
 999         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
1000         crit_exit();
1001
1002         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1003         pcb->pcb_es = _udatasel;
1004         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1005         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1006 }
1007
1008 void
1009 cpu_setregs(void)
1010 {
1011         register_t cr0;
1012
1013         cr0 = rcr0();
1014         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1015         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1016         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1017         load_cr0(cr0);
1018         load_gs(_udatasel);
1019 }
1020
1021 static int
1022 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1023 {
1024         int error;
1025         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1026                 req);
1027         if (!error && req->newptr)
1028                 resettodr();
1029         return (error);
1030 }
1031
1032 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1033         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1034
1035 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1036         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1037
1038 #if JG
1039 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1040         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1041 #endif
1042
1043 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1044         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1045
1046 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1047 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1048         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1049
1050 /*
1051  * Initialize 386 and configure to run kernel
1052  */
1053
1054 /*
1055  * Initialize segments & interrupt table
1056  */
1057
1058 int _default_ldt;
1059 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1060 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1061 #if JG
1062 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1063 #endif
1064
1065 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1066 struct region_descriptor r_gdt;
1067 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1068
1069 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1070 void *proc0paddr;
1071 /* JG alignment? */
1072 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1073
1074
1075 /* software prototypes -- in more palatable form */
1076 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1077 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1078 {       0x0,                    /* segment base address  */
1079         0x0,                    /* length */
1080         0,                      /* segment type */
1081         0,                      /* segment descriptor priority level */
1082         0,                      /* segment descriptor present */
1083         0,                      /* long */
1084         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1085         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1086 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1087 {       0x0,                    /* segment base address  */
1088         0xfffff,                /* length - all address space */
1089         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1090         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1091         1,                      /* segment descriptor present */
1092         1,                      /* long */
1093         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1094         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1095 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1096 {       0x0,                    /* segment base address  */
1097         0xfffff,                /* length - all address space */
1098         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1099         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1100         1,                      /* segment descriptor present */
1101         1,                      /* long */
1102         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1103         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1104 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1105 {       0x0,                    /* segment base address  */
1106         0xfffff,                /* length - all address space */
1107         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1108         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1109         1,                      /* segment descriptor present */
1110         0,                      /* long */
1111         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1112         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1113 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1114 {       0x0,                    /* segment base address  */
1115         0xfffff,                /* length - all address space */
1116         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1117         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1118         1,                      /* segment descriptor present */
1119         0,                      /* long */
1120         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1121         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1122 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1123 {       0x0,                    /* segment base address  */
1124         0xfffff,                /* length - all address space */
1125         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1126         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1127         1,                      /* segment descriptor present */
1128         1,                      /* long */
1129         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1130         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1131 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1132 {
1133         0x0,                    /* segment base address */
1134         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1135         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1136         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1137         1,                      /* segment descriptor present */
1138         0,                      /* long */
1139         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1140         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1141 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1142 {       0x0,                    /* segment base address  */
1143         0x0,                    /* length */
1144         0,                      /* segment type */
1145         0,                      /* segment descriptor priority level */
1146         0,                      /* segment descriptor present */
1147         0,                      /* long */
1148         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1149         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1150 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1151 {       0x0,                    /* segment base address  */
1152         0xfffff,                /* length - all address space */
1153         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1154         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1155         1,                      /* segment descriptor present */
1156         0,                      /* long */
1157         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1158         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1159 };
1160
1161 void
1162 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1163 {
1164         int cpu;
1165
1166         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1167                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1168
1169                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1170                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1171                 ip->gd_ist = ist;
1172                 ip->gd_xx = 0;
1173                 ip->gd_type = typ;
1174                 ip->gd_dpl = dpl;
1175                 ip->gd_p = 1;
1176                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1177         }
1178 }
1179
1180 void
1181 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1182 {
1183         struct gate_descriptor *ip;
1184
1185         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1186
1187         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1188         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1189         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1190         ip->gd_ist = ist;
1191         ip->gd_xx = 0;
1192         ip->gd_type = typ;
1193         ip->gd_dpl = dpl;
1194         ip->gd_p = 1;
1195         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1196 }
1197
1198 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1199
1200 extern inthand_t
1201         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1202         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1203         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1204         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1205         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1206         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1207
1208 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1209 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1210 #endif
1211
1212 void
1213 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1214 {
1215         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1216         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1217         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1218         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1219         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1220         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1221         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1222 }
1223
1224 void
1225 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1226 {
1227
1228         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1229         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1230         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1231         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1232         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1233         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1234         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1235         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1236         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1237         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1238 }
1239
1240 void
1241 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1242     struct system_segment_descriptor *sd)
1243 {
1244
1245         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1246         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1247         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1248         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1249         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1250         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1251         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1252         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1257  * available physical memory in the system, then test this memory and
1258  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1259  *
1260  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1261  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1262  *
1263  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1264  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1265  *
1266  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1267  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1268  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1269  *
1270  * XXX first should be vm_paddr_t.
1271  */
1272
1273 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1274 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1275
1276 static void
1277 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1278 {
1279         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1280         int i, j;
1281         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1282         vm_paddr_t pa;
1283         vm_paddr_t msgbuf_size;
1284         u_long physmem_tunable;
1285         pt_entry_t *pte;
1286         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1287         u_int32_t smapsize;
1288         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1289
1290         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1291         physmap_idx = 0;
1292
1293         /*
1294          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1295          *
1296          * subr_module.c says:
1297          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1298          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1299          */
1300         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1301             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1302         if (smapbase == NULL)
1303                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1304
1305         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1306         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1307
1308         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1309                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1310                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1311                             smap->type, smap->base, smap->length);
1312
1313                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1314                         continue;
1315
1316                 if (smap->length == 0)
1317                         continue;
1318
1319                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1320                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1321                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1322                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1323                                                 "memory region, ignoring "
1324                                                 "second region\n");
1325                                 }
1326                                 break;
1327                         }
1328                 }
1329                 if (i <= physmap_idx)
1330                         continue;
1331
1332                 Realmem += smap->length;
1333
1334                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1335                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1336                         continue;
1337                 }
1338
1339                 physmap_idx += 2;
1340                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1341                         kprintf("Too many segments in the physical "
1342                                 "address map, giving up\n");
1343                         break;
1344                 }
1345                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1346                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1347         }
1348
1349         base_memory = physmap[1] / 1024;
1350         /* make hole for AP bootstrap code */
1351         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1352
1353         /* Save EBDA address, if any */
1354         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1355         ebda_addr <<= 4;
1356
1357         /*
1358          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1359          * highest page of the physical address space.  It should be
1360          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1361          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1362          */
1363         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1364
1365 #ifdef MAXMEM
1366         Maxmem = MAXMEM / 4;
1367 #endif
1368
1369         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1370                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1371
1372         /*
1373          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1374          * in the system.
1375          */
1376         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1377                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1378
1379         /*
1380          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1381          */
1382         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1383                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1384                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1385         }
1386
1387         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1388             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1389                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1390         }
1391
1392         /*
1393          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1394          *
1395          * Mask off page 0.
1396          */
1397         pmap_bootstrap(&first);
1398         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1399
1400         /*
1401          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1402          * exceeding Maxmem.
1403          */
1404         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1405                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1406                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1407                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1408                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1409                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1410
1411                 physmap[j] = physmap[i];
1412                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1413
1414                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1415                         j += 2;
1416         }
1417         physmap_idx = j - 2;
1418
1419         /*
1420          * Align anything else used in the validation loop.
1421          */
1422         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1423
1424         /*
1425          * Size up each available chunk of physical memory.
1426          */
1427         pa_indx = 0;
1428         da_indx = 1;
1429         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1430         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1431         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1432         pte = CMAP1;
1433
1434         /*
1435          * Get dcons buffer address
1436          */
1437         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1438             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1439                 dcons_addr = 0;
1440
1441         /*
1442          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1443          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1444          * of PAGE_SIZE.
1445          */
1446         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1447                 vm_paddr_t end;
1448
1449                 end = physmap[i + 1];
1450
1451                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1452                         int tmp, page_bad, full;
1453                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1454
1455                         full = FALSE;
1456                         /*
1457                          * block out kernel memory as not available.
1458                          */
1459                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1460                                 goto do_dump_avail;
1461
1462                         /*
1463                          * block out dcons buffer
1464                          */
1465                         if (dcons_addr > 0
1466                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1467                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1468                                 goto do_dump_avail;
1469                         }
1470
1471                         page_bad = FALSE;
1472
1473                         /*
1474                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1475                          */
1476                         *pte = pa |
1477                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1478                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1479                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1480                         cpu_invltlb();
1481
1482                         tmp = *ptr;
1483                         /*
1484                          * Test for alternating 1's and 0's
1485                          */
1486                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1487                         cpu_mfence();
1488                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1489                                 page_bad = TRUE;
1490                         /*
1491                          * Test for alternating 0's and 1's
1492                          */
1493                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1494                         cpu_mfence();
1495                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1496                                 page_bad = TRUE;
1497                         /*
1498                          * Test for all 1's
1499                          */
1500                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1501                         cpu_mfence();
1502                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1503                                 page_bad = TRUE;
1504                         /*
1505                          * Test for all 0's
1506                          */
1507                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1508                         cpu_mfence();
1509                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1510                                 page_bad = TRUE;
1511                         /*
1512                          * Restore original value.
1513                          */
1514                         *ptr = tmp;
1515
1516                         /*
1517                          * Adjust array of valid/good pages.
1518                          */
1519                         if (page_bad == TRUE)
1520                                 continue;
1521                         /*
1522                          * If this good page is a continuation of the
1523                          * previous set of good pages, then just increase
1524                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1525                          * Note that "end" points one higher than end,
1526                          * making the range >= start and < end.
1527                          * If we're also doing a speculative memory
1528                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1529                          * so that we keep going. The first bad page
1530                          * will terminate the loop.
1531                          */
1532                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1533                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1534                         } else {
1535                                 pa_indx++;
1536                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1537                                         kprintf(
1538                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1539                                         pa_indx--;
1540                                         full = TRUE;
1541                                         goto do_dump_avail;
1542                                 }
1543                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1544                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1545                         }
1546                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1547 do_dump_avail:
1548                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1549                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1550                         } else {
1551                                 da_indx++;
1552                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1553                                         da_indx--;
1554                                         goto do_next;
1555                                 }
1556                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1557                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1558                         }
1559 do_next:
1560                         if (full)
1561                                 break;
1562                 }
1563         }
1564         *pte = 0;
1565         cpu_invltlb();
1566
1567         /*
1568          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1569          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1570          * calculation, etc.).
1571          */
1572         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1573
1574         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1575                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1576                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1577                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1578                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1579         }
1580
1581         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1582
1583         /* Trim off space for the message buffer. */
1584         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1585
1586         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1587
1588         /* Map the message buffer. */
1589         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1590                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1591                             phys_avail[pa_indx] + off);
1592         }
1593 }
1594
1595 struct machintr_abi MachIntrABI;
1596
1597 /*
1598  * IDT VECTORS:
1599  *      0       Divide by zero
1600  *      1       Debug
1601  *      2       NMI
1602  *      3       BreakPoint
1603  *      4       OverFlow
1604  *      5       Bound-Range
1605  *      6       Invalid OpCode
1606  *      7       Device Not Available (x87)
1607  *      8       Double-Fault
1608  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1609  *      10      Invalid-TSS
1610  *      11      Segment not present
1611  *      12      Stack
1612  *      13      General Protection
1613  *      14      Page Fault
1614  *      15      Reserved
1615  *      16      x87 FP Exception pending
1616  *      17      Alignment Check
1617  *      18      Machine Check
1618  *      19      SIMD floating point
1619  *      20-31   reserved
1620  *      32-255  INTn/external sources
1621  */
1622 u_int64_t
1623 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1624 {
1625         caddr_t kmdp;
1626         int gsel_tss, x, cpu;
1627 #if JG
1628         int metadata_missing, off;
1629 #endif
1630         struct mdglobaldata *gd;
1631         u_int64_t msr;
1632
1633         /*
1634          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1635          */
1636         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1637         bzero(gd, sizeof(*gd));
1638
1639         /*
1640          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1641          * early in the boot sequence because the system assumes
1642          * that 'curthread' is never NULL.
1643          */
1644
1645         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1646         thread0.td_gd = &gd->mi;
1647
1648         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1649
1650 #if JG
1651         metadata_missing = 0;
1652         if (bootinfo.bi_modulep) {
1653                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1654                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1655         } else {
1656                 metadata_missing = 1;
1657         }
1658         if (bootinfo.bi_envp)
1659                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1660 #endif
1661
1662         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1663         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1664         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1665         if (kmdp == NULL)
1666                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1667         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1668         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1669 #ifdef DDB
1670         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1671         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1672 #endif
1673
1674         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1675                 bootverbose++;
1676
1677         /*
1678          * Default MachIntrABI to ICU
1679          */
1680         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1681
1682         /*
1683          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1684          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1685          */
1686         ncpus = 1;
1687         ncpus2 = 1;
1688         ncpus_fit = 1;
1689         /* Init basic tunables, hz etc */
1690         init_param1();
1691
1692         /*
1693          * make gdt memory segments
1694          */
1695         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1696                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1697
1698         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1699
1700         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1701                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1702                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1703         }
1704         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1705             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1706
1707         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1708         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1709         lgdt(&r_gdt);
1710
1711         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1712         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1713         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1714
1715         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1716         cpu_gdinit(gd, 0);
1717         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1718         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1719         safepri = TDPRI_MAX;
1720
1721         /* spinlocks and the BGL */
1722         init_locks();
1723
1724         /* exceptions */
1725         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1726                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1727         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1729         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1730         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1731         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1736         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746
1747         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1748                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
1749                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
1750         }
1751
1752         lidt(&r_idt_arr[0]);
1753
1754         /*
1755          * Initialize the console before we print anything out.
1756          */
1757         cninit();
1758
1759 #if JG
1760         if (metadata_missing)
1761                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1762 #endif
1763
1764 #if     NISA >0
1765         elcr_probe();
1766         isa_defaultirq();
1767 #endif
1768         rand_initialize();
1769
1770         /*
1771          * Initialize IRQ mapping
1772          *
1773          * NOTE:
1774          * SHOULD be after elcr_probe()
1775          */
1776         MachIntrABI_ICU.initmap();
1777         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1778
1779 #ifdef DDB
1780         kdb_init();
1781         if (boothowto & RB_KDB)
1782                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1783 #endif
1784
1785 #if JG
1786         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1787         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1788         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1789 #endif
1790         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1791         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
1792
1793         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1794         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1795         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1796
1797         /*
1798          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
1799          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
1800          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
1801          * disable I/O APIC on all virtual machines.
1802          *
1803          * NOTE:
1804          * This must be done after identify_cpu(), which sets
1805          * 'cpu_feature2'
1806          */
1807         if (ioapic_enable < 0) {
1808                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
1809                         ioapic_enable = 0;
1810                 else
1811                         ioapic_enable = 1;
1812         }
1813
1814         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1815         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1816                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1817                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1818         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1819         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1820
1821         /* double fault stack */
1822         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1823                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1824                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1825
1826         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1827         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1828
1829         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1830         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1831         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1832         ltr(gsel_tss);
1833
1834         /* Set up the fast syscall stuff */
1835         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1836         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1837         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1838         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1839         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1840               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1841         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1842         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
1843
1844         getmemsize(kmdp, physfree);
1845         init_param2(physmem);
1846
1847         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1848
1849         /* Map the message buffer. */
1850 #if JG
1851         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1852                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1853 #endif
1854
1855         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1856
1857
1858         /* transfer to user mode */
1859
1860         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1861         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1862         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1863
1864         load_ds(_udatasel);
1865         load_es(_udatasel);
1866         load_fs(_udatasel);
1867
1868         /* setup proc 0's pcb */
1869         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1870         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1871         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
1872         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1873
1874         /* Location of kernel stack for locore */
1875         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1880  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1881  * data space were allocated in locore.
1882  *
1883  * Note: the idlethread's cpl is 0
1884  *
1885  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1886  */
1887 void
1888 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1889 {
1890         if (cpu)
1891                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1892
1893         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
1894                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
1895                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
1896                         0, &gd->mi);
1897         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1898         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1899         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1900         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1901 }
1902
1903 int
1904 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1905 {
1906         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1907             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1908                 return (TRUE);
1909         }
1910         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
1911                 return (TRUE);
1912         return (FALSE);
1913 }
1914
1915 struct globaldata *
1916 globaldata_find(int cpu)
1917 {
1918         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1919         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1920 }
1921
1922 int
1923 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1924 {
1925         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1926         return (0);
1927 }
1928
1929 int
1930 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1931 {
1932         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1933         return (0);
1934 }
1935
1936 int
1937 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1938 {
1939         struct trapframe *tp;
1940
1941         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
1942                 return EINVAL;
1943         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1944         return (0);
1945 }
1946
1947 int
1948 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1949 {
1950         struct trapframe *tp;
1951
1952         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1953         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1954             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1955                 return (EINVAL);
1956         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1957         clear_quickret();
1958         return (0);
1959 }
1960
1961 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1962 static void
1963 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1964 {
1965         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1966         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1967         int i;
1968
1969         /* FPU control/status */
1970         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1971         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1972         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1973         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1974         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1975         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1976         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1977         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1978
1979         /* FPU registers */
1980         for (i = 0; i < 8; ++i)
1981                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1982 }
1983
1984 static void
1985 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1986 {
1987         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1988         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1989         int i;
1990
1991         /* FPU control/status */
1992         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1993         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1994         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1995         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1996         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1997         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1998         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1999         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2000
2001         /* FPU registers */
2002         for (i = 0; i < 8; ++i)
2003                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2004 }
2005 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2006
2007 int
2008 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2009 {
2010         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2011                 return EINVAL;
2012 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2013         if (cpu_fxsr) {
2014                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2015                                 (struct save87 *)fpregs);
2016                 return (0);
2017         }
2018 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2019         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2020         return (0);
2021 }
2022
2023 int
2024 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2025 {
2026 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2027         if (cpu_fxsr) {
2028                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2029                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2030                 return (0);
2031         }
2032 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2033         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2034         return (0);
2035 }
2036
2037 int
2038 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2039 {
2040         struct pcb *pcb;
2041
2042         if (lp == NULL) {
2043                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2044                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2045                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2046                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2047                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2048                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2049                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2050                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2051                 return (0);
2052         }
2053         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2054                 return EINVAL;
2055         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2056         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2057         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2058         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2059         dbregs->dr[4] = 0;
2060         dbregs->dr[5] = 0;
2061         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2062         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2063         return (0);
2064 }
2065
2066 int
2067 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2068 {
2069         if (lp == NULL) {
2070                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2071                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2072                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2073                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2074                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2075                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2076                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2077                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2078         } else {
2079                 struct pcb *pcb;
2080                 struct ucred *ucred;
2081                 int i;
2082                 uint64_t mask1, mask2;
2083
2084                 /*
2085                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2086                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2087                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2088                  * TRCTRAP.
2089                  */
2090                 /* JG this loop looks unreadable */
2091                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2092                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2093                  */
2094                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2095                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2096                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2097                  * carried to decide if it is safe and useful to
2098                  * provide access to that capability
2099                  */
2100                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2101                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2102                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2103                                 return (EINVAL);
2104
2105                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2106                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2107
2108                 /*
2109                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2110                  * process's address space.  If a process could do this, it
2111                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2112                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2113                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2114                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2115                  * uid 0.
2116                  *
2117                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2118                  * address space is written into from within the kernel
2119                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2120                  * from within kernel mode?
2121                  */
2122
2123                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2124                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2125                                 /* dr0 is enabled */
2126                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2127                                         return (EINVAL);
2128                         }
2129
2130                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2131                                 /* dr1 is enabled */
2132                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2133                                         return (EINVAL);
2134                         }
2135
2136                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2137                                 /* dr2 is enabled */
2138                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2139                                         return (EINVAL);
2140                         }
2141
2142                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2143                                 /* dr3 is enabled */
2144                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2145                                         return (EINVAL);
2146                         }
2147                 }
2148
2149                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2150                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2151                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2152                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2153                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2154                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2155
2156                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2157         }
2158
2159         return (0);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2164  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2165  */
2166 int
2167 user_dbreg_trap(void)
2168 {
2169         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2170         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2171         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2172         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2173         int i;
2174
2175         dr7 = rdr7();
2176         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2177                 /*
2178                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2179                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2180                  * hardware debug registers
2181                  */
2182                 return 0;
2183         }
2184
2185         nbp = 0;
2186         dr6 = rdr6();
2187         bp = dr6 & 0xf;
2188
2189         if (bp == 0) {
2190                 /*
2191                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2192                  * trap was not caused by any of the debug registers
2193                  */
2194                 return 0;
2195         }
2196
2197         /*
2198          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2199          * which ones and if any of them are user space addresses
2200          */
2201
2202         if (bp & 0x01) {
2203                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2204         }
2205         if (bp & 0x02) {
2206                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2207         }
2208         if (bp & 0x04) {
2209                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2210         }
2211         if (bp & 0x08) {
2212                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2213         }
2214
2215         for (i=0; i<nbp; i++) {
2216                 if (addr[i] <
2217                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2218                         /*
2219                          * addr[i] is in user space
2220                          */
2221                         return nbp;
2222                 }
2223         }
2224
2225         /*
2226          * None of the breakpoints are in user space.
2227          */
2228         return 0;
2229 }
2230
2231
2232 #ifndef DDB
2233 void
2234 Debugger(const char *msg)
2235 {
2236         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2237 }
2238 #endif /* no DDB */
2239
2240 #ifdef DDB
2241
2242 /*
2243  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2244  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2245  * called inside DDB.
2246  *
2247  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2248  */
2249
2250 #undef inb
2251 #undef outb
2252
2253 /* silence compiler warnings */
2254 u_char inb(u_int);
2255 void outb(u_int, u_char);
2256
2257 u_char
2258 inb(u_int port)
2259 {
2260         u_char  data;
2261         /*
2262          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2263          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2264          * if we tell it to load (u_short) port.
2265          */
2266         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2267         return (data);
2268 }
2269
2270 void
2271 outb(u_int port, u_char data)
2272 {
2273         u_char  al;
2274         /*
2275          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2276          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2277          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2278          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2279          */
2280         al = data;
2281         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2282 }
2283
2284 #endif /* DDB */
2285
2286
2287
2288 /*
2289  * initialize all the SMP locks
2290  */
2291
2292 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2293 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2294
2295 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2296 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2297
2298 /* critical region around INTR() routines */
2299 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2300
2301 /* lock region used by kernel profiling */
2302 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2303
2304 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2305 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2306
2307 /* lock regions around the clock hardware */
2308 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2309
2310 static void
2311 init_locks(void)
2312 {
2313         /*
2314          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2315          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2316          */
2317         cpu_get_initial_mplock();
2318         /* DEPRECATED */
2319         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2320         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2321         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2322         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2323         spin_lock_init(&com_spinlock);
2324         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2325
2326         /* our token pool needs to work early */
2327         lwkt_token_pool_init();
2328 }
2329