sys/platform/pc32/i386/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   3  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  39  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/machdep.c,v 1.134 2008/06/07 12:30:26 mneumann Exp $
  40  */
  41
  42 #include "use_apm.h"
  43 #include "use_ether.h"
  44 #include "use_npx.h"
  45 #include "use_isa.h"
  46 #include "opt_atalk.h"
  47 #include "opt_compat.h"
  48 #include "opt_cpu.h"
  49 #include "opt_ddb.h"
  50 #include "opt_directio.h"
  51 #include "opt_inet.h"
  52 #include "opt_ipx.h"
  53 #include "opt_maxmem.h"
  54 #include "opt_msgbuf.h"
  55 #include "opt_perfmon.h"
  56 #include "opt_swap.h"
  57 #include "opt_userconfig.h"
  58
  59 #include <sys/param.h>
  60 #include <sys/systm.h>
  61 #include <sys/sysproto.h>
  62 #include <sys/signalvar.h>
  63 #include <sys/kernel.h>
  64 #include <sys/linker.h>
  65 #include <sys/malloc.h>
  66 #include <sys/proc.h>
  67 #include <sys/buf.h>
  68 #include <sys/reboot.h>
  69 #include <sys/mbuf.h>
  70 #include <sys/msgbuf.h>
  71 #include <sys/sysent.h>
  72 #include <sys/sysctl.h>
  73 #include <sys/vmmeter.h>
  74 #include <sys/bus.h>
  75 #include <sys/upcall.h>
  76 #include <sys/usched.h>
  77 #include <sys/reg.h>
  78
  79 #include <vm/vm.h>
  80 #include <vm/vm_param.h>
  81 #include <sys/lock.h>
  82 #include <vm/vm_kern.h>
  83 #include <vm/vm_object.h>
  84 #include <vm/vm_page.h>
  85 #include <vm/vm_map.h>
  86 #include <vm/vm_pager.h>
  87 #include <vm/vm_extern.h>
  88
  89 #include <sys/thread2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #include <machine/md_var.h>
 102 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 103 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 104 #include <machine/smp.h>
 105 #ifdef PERFMON
 106 #include <machine/perfmon.h>
 107 #endif
 108 #include <machine/cputypes.h>
 109
 110 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 111 #include <bus/isa/i386/isa_device.h>
 112 #endif
 113 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
 114 #include <bus/isa/rtc.h>
 115 #include <machine/vm86.h>
 116 #include <sys/random.h>
 117 #include <sys/ptrace.h>
 118 #include <machine/sigframe.h>
 119
 120 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 121
 122 extern void init386(int first);
 123 extern void dblfault_handler(void);
 124
 125 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 126 extern void finishidentcpu(void);
 127 extern void panicifcpuunsupported(void);
 128 extern void initializecpu(void);
 129
 130 static void cpu_startup(void *);
 131 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 132 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 133 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 134 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 135 #ifdef DIRECTIO
 136 extern void ffs_rawread_setup(void);
 137 #endif /* DIRECTIO */
 138 static void init_locks(void);
 139
 140 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 141
 142 int     _udatasel, _ucodesel;
 143 u_int   atdevbase;
 144 #ifdef SMP
 145 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 146 #else
 147 int64_t tsc_offsets[1];
 148 #endif
 149
 150 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 151 extern int swtch_optim_stats;
 152 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 153         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 154 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 155         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 156 #endif
 157
 158 int physmem = 0;
 159
 160 static int
 161 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 162 {
 163         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 164         return (error);
 165 }
 166
 167 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 168         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 169
 170 static int
 171 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 172 {
 173         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 174                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 175         return (error);
 176 }
 177
 178 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 179         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 180
 181 static int
 182 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 183 {
 184         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 185                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 186         return (error);
 187 }
 188
 189 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 190         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 191
 192 static int
 193 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 194 {
 195         int error;
 196
 197         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
 198          * some initial nulls).
 199          */
 200         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
 201                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
 202         if(error) return(error);
 203         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
 204                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
 205                         msgbufp->msg_bufr,req);
 206         }
 207         return(error);
 208 }
 209
 210 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
 211         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
 212
 213 static int msgbuf_clear;
 214
 215 static int
 216 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 217 {
 218         int error;
 219         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 220                 req);
 221         if (!error && req->newptr) {
 222                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
 223                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
 224                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
 225                 msgbuf_clear=0;
 226         }
 227         return (error);
 228 }
 229
 230 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 231         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
 232         "Clear kernel message buffer");
 233
 234 vm_paddr_t Maxmem = 0;
 235
 236 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 237
 238 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 239 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 240 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 241 static struct trapframe proc0_tf;
 242
 243 static void
 244 cpu_startup(void *dummy)
 245 {
 246         caddr_t v;
 247         vm_size_t size = 0;
 248         vm_offset_t firstaddr;
 249
 250         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 251                 bootverbose++;
 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  = %llu (%lluK bytes)\n", ptoa(Maxmem), ptoa(Maxmem) / 1024);
 264         /*
 265          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 266          */
 267         if (bootverbose) {
 268                 int indx;
 269
 270                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 271                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 272                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 273
 274                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 275                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 276                             size1 / PAGE_SIZE);
 277                 }
 278         }
 279
 280         /*
 281          * Allocate space for system data structures.
 282          * The first available kernel virtual address is in "v".
 283          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 284          * As pages of memory are allocated and cleared,
 285          * "firstaddr" is incremented.
 286          * An index into the kernel page table corresponding to the
 287          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 288          */
 289
 290         /*
 291          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 292          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 293          * addresses to the various data structures.
 294          */
 295         firstaddr = 0;
 296 again:
 297         v = (caddr_t)firstaddr;
 298
 299 #define valloc(name, type, num) \
 300             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 301 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 302             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 303
 304         /*
 305          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 306          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 307          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 308          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 309          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 310          * maxbcache bytes.
 311          *
 312          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 313          */
 314         if (nbuf == 0) {
 315                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 316                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 317
 318                 nbuf = 50;
 319                 if (kbytes > 4096)
 320                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 321                 if (kbytes > 65536)
 322                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 323                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 324                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 325         }
 326
 327         /*
 328          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 329          * kernel_map.
 330          */
 331         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 332                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 333                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 334         }
 335
 336         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
 337 #ifdef NSWBUF_MIN
 338         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 339                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 340 #endif
 341 #ifdef DIRECTIO
 342         ffs_rawread_setup();
 343 #endif
 344
 345         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 346         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 347
 348         /*
 349          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 350          */
 351         if (firstaddr == 0) {
 352                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 353                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 354                 if (firstaddr == 0)
 355                         panic("startup: no room for tables");
 356                 goto again;
 357         }
 358
 359         /*
 360          * End of second pass, addresses have been assigned
 361          */
 362         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 363                 panic("startup: table size inconsistency");
 364
 365         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 366                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 367         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 368                       (nbuf*BKVASIZE));
 369         buffer_map.system_map = 1;
 370         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 371                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 372         pager_map.system_map = 1;
 373
 374 #if defined(USERCONFIG)
 375         userconfig();
 376         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 377 #endif
 378
 379         kprintf("avail memory = %u (%uK bytes)\n", ptoa(vmstats.v_free_count),
 380             ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024);
 381
 382         /*
 383          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 384          */
 385         bufinit();
 386         vm_pager_bufferinit();
 387
 388 #ifdef SMP
 389         /*
 390          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 391          */
 392         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 393         mp_announce();
 394 #endif  /* SMP */
 395         cpu_setregs();
 396 }
 397
 398 /*
 399  * Send an interrupt to process.
 400  *
 401  * Stack is set up to allow sigcode stored
 402  * at top to call routine, followed by kcall
 403  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 404  * resets the signal mask, the stack, and the
 405  * frame pointer, it returns to the user
 406  * specified pc, psl.
 407  */
 408 void
 409 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 410 {
 411         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 412         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 413         struct trapframe *regs;
 414         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 415         struct sigframe sf, *sfp;
 416         int oonstack;
 417
 418         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 419         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 420
 421         /* save user context */
 422         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 423         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 424         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 425         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 426         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 427
 428         /* make the size of the saved context visible to userland */
 429         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 430
 431         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 432         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 433                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 434
 435         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 436         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 437             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 438                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 439                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 440                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 441         } else {
 442                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 443         }
 444
 445         /* Translate the signal is appropriate */
 446         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 447                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 448                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 449         }
 450
 451         /* Build the argument list for the signal handler. */
 452         sf.sf_signum = sig;
 453         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 454         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 455                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 456                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 457                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 458
 459                 /* fill siginfo structure */
 460                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 461                 sf.sf_si.si_code = code;
 462                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 463         }
 464         else {
 465                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 466                 sf.sf_siginfo = code;
 467                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 468                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 469         }
 470
 471         /*
 472          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 473          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 474          * eflags.
 475          */
 476         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 477                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 478                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 479
 480                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 481                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 482                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 483                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 484
 485                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 486                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 487                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 488                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 489
 490                 /*
 491                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 492                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 493                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 494                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 495                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 496                  */
 497                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 498         }
 499
 500         /*
 501          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 502          */
 503         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 504
 505         /*
 506          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 507          */
 508         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 509                 /*
 510                  * Something is wrong with the stack pointer.
 511                  * ...Kill the process.
 512                  */
 513                 sigexit(lp, SIGILL);
 514         }
 515
 516         regs->tf_esp = (int)sfp;
 517         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 518
 519         /*
 520          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 521          * on function entry
 522          */
 523         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 524
 525         regs->tf_cs = _ucodesel;
 526         regs->tf_ds = _udatasel;
 527         regs->tf_es = _udatasel;
 528
 529         /*
 530          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 531          * the userland program might be using both.
 532          *
 533          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 534          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 535          * return to userland.
 536          */
 537         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 538                 regs->tf_fs = _udatasel;
 539                 regs->tf_gs = _udatasel;
 540         }
 541         regs->tf_ss = _udatasel;
 542 }
 543
 544 /*
 545  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 546  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 547  * issue.
 548  *
 549  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 550  * bad idea?
 551  */
 552 int
 553 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 554 {
 555         frame->tf_cs = _ucodesel;
 556         frame->tf_ds = _udatasel;
 557         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 558 #if 0
 559         frame->tf_fs = _udatasel;
 560         frame->tf_gs = _udatasel;
 561 #endif
 562         frame->tf_ss = _udatasel;
 563         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 564         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 565         return(0);
 566 }
 567
 568 int
 569 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 570 {
 571          struct segment_descriptor *desc;
 572          int i;
 573
 574          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 575                 desc = &tls->tls[i];
 576                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 577                         continue;
 578                 if (desc->sd_def32 == 0)
 579                         return(ENXIO);
 580                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 581                         return(ENXIO);
 582                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 583                         return(ENXIO);
 584                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 585                         return(ENXIO);
 586          }
 587          return(0);
 588 }
 589
 590 /*
 591  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 592  *
 593  * System call to cleanup state after a signal
 594  * has been taken.  Reset signal mask and
 595  * stack state from context left by sendsig (above).
 596  * Return to previous pc and psl as specified by
 597  * context left by sendsig. Check carefully to
 598  * make sure that the user has not modified the
 599  * state to gain improper privileges.
 600  */
 601 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 602 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 603
 604 int
 605 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 606 {
 607         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 608         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 609         struct trapframe *regs;
 610         ucontext_t uc;
 611         ucontext_t *ucp;
 612         int cs;
 613         int eflags;
 614         int error;
 615
 616         /*
 617          * We have to copy the information into kernel space so userland
 618          * can't modify it while we are sniffing it.
 619          */
 620         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 621         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 622         if (error)
 623                 return (error);
 624         ucp = &uc;
 625         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 626
 627         if (eflags & PSL_VM) {
 628                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 629                 struct vm86_kernel *vm86;
 630
 631                 /*
 632                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 633                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 634                  */
 635                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 636                         return (EINVAL);
 637                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 638                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 639                         return (EINVAL);
 640
 641                 /* go back to user mode if both flags are set */
 642                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 643                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 644
 645                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 646                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 647                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 648                 } else {
 649                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 650                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 651                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 652                 }
 653                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 654                 tf->tf_eflags = eflags;
 655                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 656                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 657                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 658                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 659                 tf->tf_ds = _udatasel;
 660                 tf->tf_es = _udatasel;
 661 #if 0
 662                 tf->tf_fs = _udatasel;
 663                 tf->tf_gs = _udatasel;
 664 #endif
 665         } else {
 666                 /*
 667                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 668                  */
 669                 /*
 670                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 671                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 672                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 673                  * the signal context during signal handling and there is no
 674                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 675                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 676                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 677                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 678                  */
 679                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 680                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 681                         return(EINVAL);
 682                 }
 683
 684                 /*
 685                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 686                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 687                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 688                  */
 689                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 690                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 691                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 692                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 693                         return(EINVAL);
 694                 }
 695                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 696         }
 697
 698         /*
 699          * Restore the FPU state from the frame
 700          */
 701         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 702
 703         /*
 704          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 705          * semantics against system calls.
 706          */
 707         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 708                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 709
 710         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 711                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 712         else
 713                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 714
 715         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 716         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 717         return(EJUSTRETURN);
 718 }
 719
 720 /*
 721  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 722  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 723  * already been pushed on the stack.
 724  */
 725 struct upc_frame {
 726         register_t      eax;
 727         register_t      ecx;
 728         register_t      edx;
 729         register_t      flags;
 730         register_t      oldip;
 731 };
 732
 733 void
 734 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 735 {
 736         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 737         struct trapframe *regs;
 738         struct upcall upcall;
 739         struct upc_frame upc_frame;
 740         int     crit_count = 0;
 741
 742         /*
 743          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 744          * context, switch back to the virtual kernel context before
 745          * trying to post the signal.
 746          */
 747         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 748                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 749                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 750         }
 751
 752         /*
 753          * Get the upcall data structure
 754          */
 755         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 756             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 757         ) {
 758                 vu->vu_pending = 0;
 759                 kprintf("bad upcall address\n");
 760                 return;
 761         }
 762
 763         /*
 764          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 765          * section count, mark the data structure as pending and return
 766          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 767          */
 768         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 769                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 770                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 771                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 772                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 773                 }
 774                 return;
 775         }
 776
 777         /*
 778          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 779          *
 780          * Bump our critical section count and set or clear the
 781          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 782          * pending.  The user will be responsible for calling
 783          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 784          */
 785         vu->vu_pending = 0;
 786         upcall.upc_pending = morepending;
 787         crit_count += TDPRI_CRIT;
 788         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 789                 sizeof(upcall.upc_pending));
 790         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 791                 sizeof(int));
 792
 793         /*
 794          * Construct a stack frame and issue the upcall
 795          */
 796         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 797         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 798         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 799         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 800         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 801         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 802         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 803             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 804                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 805         } else {
 806                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 807                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 808                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 809                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 810                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 811         }
 812 }
 813
 814 /*
 815  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 816  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 817  * being overwritten by the syscall return value.
 818  *
 819  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 820  * and the function pointer in %eax.
 821  */
 822 int
 823 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 824 {
 825         struct upc_frame upc_frame;
 826         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 827         struct trapframe *regs;
 828         int error;
 829         struct upcall upcall;
 830         int crit_count;
 831
 832         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 833
 834         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 835         if (error == 0) {
 836             if (vu) {
 837                 /*
 838                  * This jumps us to the next ready context.
 839                  */
 840                 vu->vu_pending = 0;
 841                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 842                 crit_count = 0;
 843                 if (error == 0)
 844                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 845                 crit_count += TDPRI_CRIT;
 846                 if (error == 0)
 847                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 848                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 849                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 850                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 851                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 852                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 853             } else {
 854                 /*
 855                  * This returns us to the originally interrupted code.
 856                  */
 857                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 858                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 859                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 860                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 861                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 862                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 863                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 864                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 865             }
 866         }
 867         if (error == 0)
 868                 error = EJUSTRETURN;
 869         return(error);
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Machine dependent boot() routine
 874  *
 875  * I haven't seen anything to put here yet
 876  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 877  */
 878 void
 879 cpu_boot(int howto)
 880 {
 881 }
 882
 883 /*
 884  * Shutdown the CPU as much as possible
 885  */
 886 void
 887 cpu_halt(void)
 888 {
 889         for (;;)
 890                 __asm__ __volatile("hlt");
 891 }
 892
 893 /*
 894  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 895  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 896  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 897  *
 898  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 899  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 900  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 901  * critical section.
 902  *
 903  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 904  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 905  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 906  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 907  */
 908 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 909 static int      cpu_idle_hltcnt;
 910 static int      cpu_idle_spincnt;
 911 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 912     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 913 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 914     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 915 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 916     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 917
 918 static void
 919 cpu_idle_default_hook(void)
 920 {
 921         /*
 922          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 923          * following the sti.
 924          */
 925         __asm __volatile("sti; hlt");
 926 }
 927
 928 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 929 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 930
 931 void
 932 cpu_idle(void)
 933 {
 934         struct thread *td = curthread;
 935
 936         crit_exit();
 937         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
 938         for (;;) {
 939                 /*
 940                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 941                  */
 942                 lwkt_switch();
 943
 944                 /*
 945                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
 946                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
 947                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
 948                  */
 949                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 950                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 951                         __asm __volatile("cli");
 952                         splz();
 953                         if (!lwkt_runnable())
 954                             cpu_idle_hook();
 955 #ifdef SMP
 956                         else
 957                             __asm __volatile("pause");
 958 #endif
 959                         ++cpu_idle_hltcnt;
 960                 } else {
 961                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 962                         splz();
 963 #ifdef SMP
 964                         __asm __volatile("sti; pause");
 965 #else
 966                         __asm __volatile("sti");
 967 #endif
 968                         ++cpu_idle_spincnt;
 969                 }
 970         }
 971 }
 972
 973 /*
 974  * This routine is called when the only runnable threads require
 975  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
 976  * we let the scheduler spin.
 977  */
 978 void
 979 cpu_mplock_contested(void)
 980 {
 981         cpu_pause();
 982 }
 983
 984 /*
 985  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 986  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 987  * we let it spin.
 988  */
 989 void
 990 cpu_spinlock_contested(void)
 991 {
 992         cpu_pause();
 993 }
 994
 995 /*
 996  * Clear registers on exec
 997  */
 998 void
 999 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1000 {
1001         struct thread *td = curthread;
1002         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1003         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1004         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1005
1006         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1007         user_ldt_free(pcb);
1008
1009         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1010         regs->tf_eip = entry;
1011         regs->tf_esp = stack;
1012         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1013         regs->tf_ss = _udatasel;
1014         regs->tf_ds = _udatasel;
1015         regs->tf_es = _udatasel;
1016         regs->tf_fs = _udatasel;
1017         regs->tf_gs = _udatasel;
1018         regs->tf_cs = _ucodesel;
1019
1020         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1021         regs->tf_ebx = ps_strings;
1022
1023         /*
1024          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1025          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1026          */
1027         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1028                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1029                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1030                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1031                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1032                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1033                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1034                 if (pcb == td->td_pcb) {
1035                         /*
1036                          * Clear the debug registers on the running
1037                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1038                          * the next process we switch to.
1039                          */
1040                         reset_dbregs();
1041                 }
1042                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1043         }
1044
1045         /*
1046          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1047          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1048          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1049          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1050          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1051          */
1052         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1053
1054         /*
1055          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1056          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1057          * in npxdna().
1058          */
1059         crit_enter();
1060         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1061
1062 #if NNPX > 0
1063         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1064         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1065 #endif
1066         crit_exit();
1067
1068         /*
1069          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1070          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1071          * return value to 0.
1072          */
1073 }
1074
1075 void
1076 cpu_setregs(void)
1077 {
1078         unsigned int cr0;
1079
1080         cr0 = rcr0();
1081         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1082         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1083         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1084         load_cr0(cr0);
1085         load_gs(_udatasel);
1086 }
1087
1088 static int
1089 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1090 {
1091         int error;
1092         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1093                 req);
1094         if (!error && req->newptr)
1095                 resettodr();
1096         return (error);
1097 }
1098
1099 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1100         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1101
1102 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1103         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1104
1105 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1106         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1107
1108 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1109         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1110
1111 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1112 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1113         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1114
1115 /*
1116  * Initialize 386 and configure to run kernel
1117  */
1118
1119 /*
1120  * Initialize segments & interrupt table
1121  */
1122
1123 int _default_ldt;
1124 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1125 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1126 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1127 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1128
1129 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1130 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1131
1132 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1133 extern int has_f00f_bug;
1134 #endif
1135
1136 static struct i386tss dblfault_tss;
1137 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1138
1139 extern  struct user *proc0paddr;
1140
1141
1142 /* software prototypes -- in more palatable form */
1143 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1144 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1145 {       0x0,                    /* segment base address  */
1146         0x0,                    /* length */
1147         0,                      /* segment type */
1148         0,                      /* segment descriptor priority level */
1149         0,                      /* segment descriptor present */
1150         0, 0,
1151         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1152         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1153 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1154 {       0x0,                    /* segment base address  */
1155         0xfffff,                /* length - all address space */
1156         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1157         0,                      /* segment descriptor priority level */
1158         1,                      /* segment descriptor present */
1159         0, 0,
1160         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1161         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1162 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1163 {       0x0,                    /* segment base address  */
1164         0xfffff,                /* length - all address space */
1165         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1166         0,                      /* segment descriptor priority level */
1167         1,                      /* segment descriptor present */
1168         0, 0,
1169         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1170         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1171 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1172 {       0x0,                    /* segment base address  */
1173         0xfffff,                /* length - all address space */
1174         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1175         0,                      /* segment descriptor priority level */
1176         1,                      /* segment descriptor present */
1177         0, 0,
1178         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1179         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1180 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1181 {
1182         0x0,                    /* segment base address */
1183         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1184         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1185         0,                      /* segment descriptor priority level */
1186         1,                      /* segment descriptor present */
1187         0, 0,
1188         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1189         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1190 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1191 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1192         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1193         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1194         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1195         1,                      /* segment descriptor present */
1196         0, 0,
1197         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1198         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1199 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1200 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1201         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1202         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1203         0,                      /* segment descriptor priority level */
1204         1,                      /* segment descriptor present */
1205         0, 0,
1206         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1207         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1208 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1209 {       0x0,                    /* segment base address  */
1210         0x0,                    /* length - all address space */
1211         0,                      /* segment type */
1212         0,                      /* segment descriptor priority level */
1213         0,                      /* segment descriptor present */
1214         0, 0,
1215         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1216         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1217 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1218 {       0x400,                  /* segment base address */
1219         0xfffff,                /* length */
1220         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1221         0,                      /* segment descriptor priority level */
1222         1,                      /* segment descriptor present */
1223         0, 0,
1224         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1225         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1226 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1227 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1228         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1229         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1230         0,                      /* segment descriptor priority level */
1231         1,                      /* segment descriptor present */
1232         0, 0,
1233         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1234         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1235 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1236 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1237         0xfffff,                /* length */
1238         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1239         0,                      /* segment descriptor priority level */
1240         1,                      /* segment descriptor present */
1241         0, 0,
1242         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1243         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1244 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1245 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1246         0xfffff,                /* length */
1247         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1248         0,                      /* segment descriptor priority level */
1249         1,                      /* segment descriptor present */
1250         0, 0,
1251         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1252         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1253 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1254 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1255         0xfffff,                /* length */
1256         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1257         0,                      /* segment descriptor priority level */
1258         1,                      /* segment descriptor present */
1259         0, 0,
1260         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1261         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1262 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1263 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1264         0xfffff,                /* length */
1265         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1266         0,                      /* segment descriptor priority level */
1267         1,                      /* segment descriptor present */
1268         0, 0,
1269         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1270         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1271 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1272 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1273         0xfffff,                /* length */
1274         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1275         0,                      /* segment descriptor priority level */
1276         1,                      /* segment descriptor present */
1277         0, 0,
1278         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1279         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1280 /* GTLS_START 15 TLS */
1281 {       0x0,                    /* segment base address  */
1282         0x0,                    /* length */
1283         0,                      /* segment type */
1284         0,                      /* segment descriptor priority level */
1285         0,                      /* segment descriptor present */
1286         0, 0,
1287         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1288         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1289 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1290 {       0x0,                    /* segment base address  */
1291         0x0,                    /* length */
1292         0,                      /* segment type */
1293         0,                      /* segment descriptor priority level */
1294         0,                      /* segment descriptor present */
1295         0, 0,
1296         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1297         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1298 /* GTLS_END 17 TLS */
1299 {       0x0,                    /* segment base address  */
1300         0x0,                    /* length */
1301         0,                      /* segment type */
1302         0,                      /* segment descriptor priority level */
1303         0,                      /* segment descriptor present */
1304         0, 0,
1305         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1306         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1307 };
1308
1309 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1310         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1311 {       0x0,                    /* segment base address  */
1312         0x0,                    /* length - all address space */
1313         0,                      /* segment type */
1314         0,                      /* segment descriptor priority level */
1315         0,                      /* segment descriptor present */
1316         0, 0,
1317         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1318         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1319         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1320 {       0x0,                    /* segment base address  */
1321         0x0,                    /* length - all address space */
1322         0,                      /* segment type */
1323         0,                      /* segment descriptor priority level */
1324         0,                      /* segment descriptor present */
1325         0, 0,
1326         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1327         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1328         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1329 {       0x0,                    /* segment base address  */
1330         0x0,                    /* length - all address space */
1331         0,                      /* segment type */
1332         0,                      /* segment descriptor priority level */
1333         0,                      /* segment descriptor present */
1334         0, 0,
1335         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1336         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1337         /* Code Descriptor for user */
1338 {       0x0,                    /* segment base address  */
1339         0xfffff,                /* length - all address space */
1340         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1341         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1342         1,                      /* segment descriptor present */
1343         0, 0,
1344         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1345         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1346         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1347 {       0x0,                    /* segment base address  */
1348         0x0,                    /* length - all address space */
1349         0,                      /* segment type */
1350         0,                      /* segment descriptor priority level */
1351         0,                      /* segment descriptor present */
1352         0, 0,
1353         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1354         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1355         /* Data Descriptor for user */
1356 {       0x0,                    /* segment base address  */
1357         0xfffff,                /* length - all address space */
1358         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1359         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1360         1,                      /* segment descriptor present */
1361         0, 0,
1362         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1363         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1364 };
1365
1366 void
1367 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1368 {
1369         struct gate_descriptor *ip;
1370
1371         ip = idt + idx;
1372         ip->gd_looffset = (int)func;
1373         ip->gd_selector = selec;
1374         ip->gd_stkcpy = 0;
1375         ip->gd_xx = 0;
1376         ip->gd_type = typ;
1377         ip->gd_dpl = dpl;
1378         ip->gd_p = 1;
1379         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1380 }
1381
1382 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1383
1384 extern inthand_t
1385         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1386         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1387         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1388         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1389         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1390         IDTVEC(rsvd0);
1391 extern inthand_t
1392         IDTVEC(int0x80_syscall);
1393
1394 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1395 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1396 #endif
1397
1398 void
1399 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1400 {
1401         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1402         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1403         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1404         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1405         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1406         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1407         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1412  * available physical memory in the system, then test this memory and
1413  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1414  *
1415  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1416  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1417  *
1418  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1419  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1420  */
1421 static void
1422 getmemsize(int first)
1423 {
1424         int i, physmap_idx, pa_indx;
1425         int hasbrokenint12;
1426         u_int basemem, extmem;
1427         struct vm86frame vmf;
1428         struct vm86context vmc;
1429         vm_offset_t pa;
1430         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1431         pt_entry_t *pte;
1432         const char *cp;
1433         struct {
1434                 u_int64_t base;
1435                 u_int64_t length;
1436                 u_int32_t type;
1437         } *smap;
1438         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1439
1440         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1441         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1442         basemem = 0;
1443
1444         /*
1445          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1446          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1447          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1448          */
1449         hasbrokenint12 = 0;
1450         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1451         if (hasbrokenint12) {
1452                 goto int15e820;
1453         }
1454
1455         /*
1456          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1457          * value give the bios some scribble space just in case.
1458          */
1459         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1460         basemem = vmf.vmf_ax;
1461         if (basemem > 640) {
1462                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1463                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1464                 basemem = 636;
1465         }
1466
1467         /*
1468          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1469          * between the end of base memory and the start of
1470          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1471          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1472          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1473          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1474          * to begin with and then parts of it are remapped.
1475          * The parts that aren't remapped form holes that
1476          * remain read-only and are unused by the kernel.
1477          * The base memory area is below the physical end of
1478          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1479          * The part of it from PAGE_SIZE to
1480          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1481          * remapped and used by the kernel later.)
1482          *
1483          * This code is similar to the code used in
1484          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1485          * allocated we simply change the mapping.
1486          */
1487         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1488              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1489                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1490                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1491         }
1492
1493         /*
1494          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1495          * that the bios can scribble on it.
1496          */
1497         pte = vm86paddr;
1498         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1499                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1500
1501 int15e820:
1502         /*
1503          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1504          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1505          */
1506         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1507         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1508
1509         /*
1510          * get memory map with INT 15:E820
1511          */
1512 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1513 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1514
1515         vmc.npages = 0;
1516         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1517         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1518
1519         physmap_idx = 0;
1520         vmf.vmf_ebx = 0;
1521         do {
1522                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1523                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1524                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1525                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1526                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1527                         break;
1528                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1529                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1530                                 smap->type,
1531                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1532                                 (u_int32_t)smap->base,
1533                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1534                                 (u_int32_t)smap->length);
1535
1536                 if (smap->type != 0x01)
1537                         goto next_run;
1538
1539                 if (smap->length == 0)
1540                         goto next_run;
1541
1542                 if (smap->base >= 0xffffffff) {
1543                         kprintf("%uK of memory above 4GB ignored\n",
1544                             (u_int)(smap->length / 1024));
1545                         goto next_run;
1546                 }
1547
1548                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1549                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1550                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1551                                         kprintf(
1552         "Overlapping or non-montonic memory region, ignoring second region\n");
1553                                 goto next_run;
1554                         }
1555                 }
1556
1557                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1558                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1559                         goto next_run;
1560                 }
1561
1562                 physmap_idx += 2;
1563                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1564                         kprintf(
1565                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1566                         break;
1567                 }
1568                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1569                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1570 next_run:
1571                 ; /* fix GCC3.x warning */
1572         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1573
1574         /*
1575          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1576          */
1577         if (basemem == 0) {
1578                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1579                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1580                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1581                                 break;
1582                         }
1583                 }
1584
1585                 if (basemem == 0) {
1586                         basemem = 640;
1587                 }
1588
1589                 if (basemem > 640) {
1590                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, truncating to 640K\n",
1591                                 basemem);
1592                         basemem = 640;
1593                 }
1594
1595                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1596                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1597                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1598                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1599                 }
1600
1601                 pte = vm86paddr;
1602                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1603                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1604         }
1605
1606         if (physmap[1] != 0)
1607                 goto physmap_done;
1608
1609         /*
1610          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1611          */
1612         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1613         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1614                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1615         } else {
1616 #if 0
1617                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1618                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1619                 extmem = vmf.vmf_ax;
1620 #else
1621                 /*
1622                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1623                  */
1624                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1625 #endif
1626         }
1627
1628         /*
1629          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1630          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1631          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1632          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1633          * them beyond the limit.
1634          *
1635          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1636          *      chop it to 15MB.
1637          */
1638         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1639                 extmem = 15 * 1024;
1640
1641         physmap[0] = 0;
1642         physmap[1] = basemem * 1024;
1643         physmap_idx = 2;
1644         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1645         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1646
1647 physmap_done:
1648         /*
1649          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1650          */
1651
1652 #ifdef SMP
1653         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1654         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1655
1656         /* look for the MP hardware - needed for apic addresses */
1657         mp_probe();
1658 #endif
1659
1660         /*
1661          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1662          * highest page of the physical address space.  It should be
1663          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1664          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1665          */
1666         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1667
1668 #ifdef MAXMEM
1669         Maxmem = MAXMEM / 4;
1670 #endif
1671
1672         /*
1673          * hw.physmem is a size in bytes; we also allow k, m, and g suffixes
1674          * for the appropriate modifiers.  This overrides MAXMEM.
1675          */
1676         if ((cp = kgetenv("hw.physmem")) != NULL) {
1677                 u_int64_t AllowMem, sanity;
1678                 char *ep;
1679
1680                 sanity = AllowMem = strtouq(cp, &ep, 0);
1681                 if ((ep != cp) && (*ep != 0)) {
1682                         switch(*ep) {
1683                         case 'g':
1684                         case 'G':
1685                                 AllowMem <<= 10;
1686                         case 'm':
1687                         case 'M':
1688                                 AllowMem <<= 10;
1689                         case 'k':
1690                         case 'K':
1691                                 AllowMem <<= 10;
1692                                 break;
1693                         default:
1694                                 AllowMem = sanity = 0;
1695                         }
1696                         if (AllowMem < sanity)
1697                                 AllowMem = 0;
1698                 }
1699                 if (AllowMem == 0)
1700                         kprintf("Ignoring invalid memory size of '%s'\n", cp);
1701                 else
1702                         Maxmem = atop(AllowMem);
1703         }
1704
1705         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1706             (boothowto & RB_VERBOSE))
1707                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1708
1709         /*
1710          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1711          * extend the last memory segment to the new limit.
1712          */
1713         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1714                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1715
1716         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1717         pmap_bootstrap(first, 0);
1718
1719         /*
1720          * Size up each available chunk of physical memory.
1721          */
1722         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1723         pa_indx = 0;
1724         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1725         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1726         pte = CMAP1;
1727
1728         /*
1729          * Get dcons buffer address
1730          */
1731         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1732             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1733                 dcons_addr = 0;
1734
1735         /*
1736          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1737          * round up the start address and round down the end address.
1738          */
1739         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1740                 vm_offset_t end;
1741
1742                 end = ptoa(Maxmem);
1743                 if (physmap[i + 1] < end)
1744                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1745                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1746                         int tmp, page_bad;
1747 #if 0
1748                         int *ptr = 0;
1749 #else
1750                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1751 #endif
1752
1753                         /*
1754                          * block out kernel memory as not available.
1755                          */
1756                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1757                                 continue;
1758
1759                         /*
1760                          * block out dcons buffer
1761                          */
1762                         if (dcons_addr > 0
1763                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1764                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1765                                 continue;
1766
1767                         page_bad = FALSE;
1768
1769                         /*
1770                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1771                          */
1772                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1773                         cpu_invltlb();
1774
1775                         tmp = *(int *)ptr;
1776                         /*
1777                          * Test for alternating 1's and 0's
1778                          */
1779                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1780                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1781                                 page_bad = TRUE;
1782                         }
1783                         /*
1784                          * Test for alternating 0's and 1's
1785                          */
1786                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1787                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1788                         page_bad = TRUE;
1789                         }
1790                         /*
1791                          * Test for all 1's
1792                          */
1793                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1794                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1795                                 page_bad = TRUE;
1796                         }
1797                         /*
1798                          * Test for all 0's
1799                          */
1800                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1801                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1802                                 page_bad = TRUE;
1803                         }
1804                         /*
1805                          * Restore original value.
1806                          */
1807                         *(int *)ptr = tmp;
1808
1809                         /*
1810                          * Adjust array of valid/good pages.
1811                          */
1812                         if (page_bad == TRUE) {
1813                                 continue;
1814                         }
1815                         /*
1816                          * If this good page is a continuation of the
1817                          * previous set of good pages, then just increase
1818                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1819                          * Note that "end" points one higher than end,
1820                          * making the range >= start and < end.
1821                          * If we're also doing a speculative memory
1822                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1823                          * so that we keep going. The first bad page
1824                          * will terminate the loop.
1825                          */
1826                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1827                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1828                         } else {
1829                                 pa_indx++;
1830                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1831                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1832                                         pa_indx--;
1833                                         break;
1834                                 }
1835                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1836                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1837                         }
1838                         physmem++;
1839                 }
1840         }
1841         *pte = 0;
1842         cpu_invltlb();
1843
1844         /*
1845          * XXX
1846          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1847          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1848          * calculation, etc.).
1849          */
1850         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1851             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1852                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1853                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1854                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1855         }
1856
1857         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1858
1859         /* Trim off space for the message buffer. */
1860         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1861
1862         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1863 }
1864
1865 /*
1866  * IDT VECTORS:
1867  *      0       Divide by zero
1868  *      1       Debug
1869  *      2       NMI
1870  *      3       BreakPoint
1871  *      4       OverFlow
1872  *      5       Bound-Range
1873  *      6       Invalid OpCode
1874  *      7       Device Not Available (x87)
1875  *      8       Double-Fault
1876  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1877  *      10      Invalid-TSS
1878  *      11      Segment not present
1879  *      12      Stack
1880  *      13      General Protection
1881  *      14      Page Fault
1882  *      15      Reserved
1883  *      16      x87 FP Exception pending
1884  *      17      Alignment Check
1885  *      18      Machine Check
1886  *      19      SIMD floating point
1887  *      20-31   reserved
1888  *      32-255  INTn/external sources
1889  */
1890 void
1891 init386(int first)
1892 {
1893         struct gate_descriptor *gdp;
1894         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1895         struct mdglobaldata *gd;
1896
1897         /*
1898          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1899          */
1900         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1901         bzero(gd, sizeof(*gd));
1902
1903         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1904         thread0.td_gd = &gd->mi;
1905
1906         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1907
1908         metadata_missing = 0;
1909         if (bootinfo.bi_modulep) {
1910                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1911                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1912         } else {
1913                 metadata_missing = 1;
1914         }
1915         if (bootinfo.bi_envp)
1916                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1917
1918         /*
1919          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1920          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1921          */
1922         ncpus = 1;
1923         ncpus2 = 1;
1924         ncpus_fit = 1;
1925         /* Init basic tunables, hz etc */
1926         init_param1();
1927
1928         /*
1929          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1930          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1931          * the address space
1932          */
1933         /*
1934          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1935          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1936          */
1937         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1938         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1939
1940         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1941                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1942         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1943         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1944                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1945
1946         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1947
1948         /*
1949          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1950          * early in the boot sequence because the system assumes
1951          * that 'curthread' is never NULL.
1952          */
1953
1954         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1955 #ifdef BDE_DEBUGGER
1956                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1957                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1958                         continue;
1959 #endif
1960                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
1961         }
1962
1963         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1964         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
1965         lgdt(&r_gdt);
1966
1967         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1968         cpu_gdinit(gd, 0);
1969         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1970         safepri = TDPRI_MAX;
1971
1972         /* make ldt memory segments */
1973         /*
1974          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
1975          * should be spelled ...MAX_USER...
1976          */
1977         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
1978         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
1979         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
1980                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
1981
1982         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
1983         lldt(_default_ldt);
1984         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
1985         /* spinlocks and the BGL */
1986         init_locks();
1987
1988         /*
1989          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
1990          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
1991          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
1992          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
1993          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
1994          * determine the fault address.
1995          */
1996         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
1997 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1998                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1999 #else
2000                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2001 #endif
2002         }
2003         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2004         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2005         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2006         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2007         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2008         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2009         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2010         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2011         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2012         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2013         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2014         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2015         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2016         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2017         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2018         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2019         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2020         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2021         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2022         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2023         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2024                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2025
2026         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2027         r_idt.rd_base = (int) idt;
2028         lidt(&r_idt);
2029
2030         /*
2031          * Initialize the console before we print anything out.
2032          */
2033         cninit();
2034
2035         if (metadata_missing)
2036                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2037
2038 #if     NISA >0
2039         isa_defaultirq();
2040 #endif
2041         rand_initialize();
2042
2043 #ifdef DDB
2044         kdb_init();
2045         if (boothowto & RB_KDB)
2046                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2047 #endif
2048
2049         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2050         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2051         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2052         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2053
2054         /*
2055          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2056          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2057          */
2058         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2059         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2060         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2061         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2062         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2063         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2064         ltr(gsel_tss);
2065
2066         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2067             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2068         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2069             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2070         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2071         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2072         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2073         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2074             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2075         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2076         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2077         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2078
2079         vm86_initialize();
2080         getmemsize(first);
2081         init_param2(physmem);
2082
2083         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2084
2085         /* Map the message buffer. */
2086         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2087                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2088
2089         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2090
2091         /* make a call gate to reenter kernel with */
2092         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2093
2094         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2095         gdp->gd_looffset = x++;
2096         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2097         gdp->gd_stkcpy = 1;
2098         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2099         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2100         gdp->gd_p = 1;
2101         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2102
2103         /* XXX does this work? */
2104         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2105         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2106
2107         /* transfer to user mode */
2108
2109         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2110         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2111
2112         /* setup proc 0's pcb */
2113         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2114         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2115         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2116         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2121  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2122  * data space were allocated in locore.
2123  *
2124  * Note: the idlethread's cpl is 0
2125  *
2126  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2127  */
2128 void
2129 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2130 {
2131         if (cpu)
2132                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2133
2134         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2135                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2136                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2137                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
2138         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2139         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2140         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2141         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2142 }
2143
2144 int
2145 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2146 {
2147         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2148             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2149                 return (TRUE);
2150         }
2151         return (FALSE);
2152 }
2153
2154 struct globaldata *
2155 globaldata_find(int cpu)
2156 {
2157         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2158         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2159 }
2160
2161 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2162 static void f00f_hack(void *unused);
2163 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2164
2165 static void
2166 f00f_hack(void *unused)
2167 {
2168         struct gate_descriptor *new_idt;
2169         vm_offset_t tmp;
2170
2171         if (!has_f00f_bug)
2172                 return;
2173
2174         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2175
2176         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2177
2178         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2179         if (tmp == 0)
2180                 panic("kmem_alloc returned 0");
2181         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2182                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2183         /* Put the first seven entries in the lower page */
2184         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2185         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2186         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2187         lidt(&r_idt);
2188         idt = new_idt;
2189         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2190                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2191                 panic("vm_map_protect failed");
2192         return;
2193 }
2194 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2195
2196 int
2197 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2198 {
2199         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2200         return (0);
2201 }
2202
2203 int
2204 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2205 {
2206         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2207         return (0);
2208 }
2209
2210 int
2211 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2212 {
2213         struct pcb *pcb;
2214         struct trapframe *tp;
2215
2216         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2217         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2218         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2219         regs->r_es = tp->tf_es;
2220         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2221         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2222         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2223         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2224         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2225         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2226         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2227         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2228         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2229         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2230         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2231         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2232         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2233         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2234         return (0);
2235 }
2236
2237 int
2238 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2239 {
2240         struct pcb *pcb;
2241         struct trapframe *tp;
2242
2243         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2244         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2245             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2246                 return (EINVAL);
2247         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2248         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2249         tp->tf_es = regs->r_es;
2250         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2251         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2252         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2253         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2254         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2255         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2256         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2257         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2258         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2259         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2260         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2261         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2262         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2263         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2264         return (0);
2265 }
2266
2267 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2268 static void
2269 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2270 {
2271         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2272         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2273         int i;
2274
2275         /* FPU control/status */
2276         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2277         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2278         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2279         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2280         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2281         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2282         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2283         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2284
2285         /* FPU registers */
2286         for (i = 0; i < 8; ++i)
2287                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2288
2289         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2290 }
2291
2292 static void
2293 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2294 {
2295         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2296         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2297         int i;
2298
2299         /* FPU control/status */
2300         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2301         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2302         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2303         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2304         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2305         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2306         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2307         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2308
2309         /* FPU registers */
2310         for (i = 0; i < 8; ++i)
2311                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2312
2313         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2314 }
2315 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2316
2317 int
2318 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2319 {
2320 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2321         if (cpu_fxsr) {
2322                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2323                                 (struct save87 *)fpregs);
2324                 return (0);
2325         }
2326 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2327         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2328         return (0);
2329 }
2330
2331 int
2332 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2333 {
2334 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2335         if (cpu_fxsr) {
2336                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2337                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2338                 return (0);
2339         }
2340 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2341         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2342         return (0);
2343 }
2344
2345 int
2346 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2347 {
2348         if (lp == NULL) {
2349                 dbregs->dr0 = rdr0();
2350                 dbregs->dr1 = rdr1();
2351                 dbregs->dr2 = rdr2();
2352                 dbregs->dr3 = rdr3();
2353                 dbregs->dr4 = rdr4();
2354                 dbregs->dr5 = rdr5();
2355                 dbregs->dr6 = rdr6();
2356                 dbregs->dr7 = rdr7();
2357         } else {
2358                 struct pcb *pcb;
2359
2360                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2361                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2362                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2363                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2364                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2365                 dbregs->dr4 = 0;
2366                 dbregs->dr5 = 0;
2367                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2368                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2369         }
2370         return (0);
2371 }
2372
2373 int
2374 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2375 {
2376         if (lp == NULL) {
2377                 load_dr0(dbregs->dr0);
2378                 load_dr1(dbregs->dr1);
2379                 load_dr2(dbregs->dr2);
2380                 load_dr3(dbregs->dr3);
2381                 load_dr4(dbregs->dr4);
2382                 load_dr5(dbregs->dr5);
2383                 load_dr6(dbregs->dr6);
2384                 load_dr7(dbregs->dr7);
2385         } else {
2386                 struct pcb *pcb;
2387                 struct ucred *ucred;
2388                 int i;
2389                 uint32_t mask1, mask2;
2390
2391                 /*
2392                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2393                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2394                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2395                  * TRCTRAP.
2396                  */
2397                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2398                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2399                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2400                                 return (EINVAL);
2401
2402                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2403                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2404
2405                 /*
2406                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2407                  * process's address space.  If a process could do this, it
2408                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2409                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2410                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2411                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2412                  * uid 0.
2413                  *
2414                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2415                  * address space is written into from within the kernel
2416                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2417                  * from within kernel mode?
2418                  */
2419
2420                 if (suser_cred(ucred, 0) != 0) {
2421                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2422                                 /* dr0 is enabled */
2423                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2424                                         return (EINVAL);
2425                         }
2426
2427                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2428                                 /* dr1 is enabled */
2429                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2430                                         return (EINVAL);
2431                         }
2432
2433                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2434                                 /* dr2 is enabled */
2435                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2436                                         return (EINVAL);
2437                         }
2438
2439                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2440                                 /* dr3 is enabled */
2441                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2442                                         return (EINVAL);
2443                         }
2444                 }
2445
2446                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2447                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2448                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2449                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2450                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2451                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2452
2453                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2454         }
2455
2456         return (0);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2461  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2462  */
2463 int
2464 user_dbreg_trap(void)
2465 {
2466         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2467         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2468         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2469         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2470         int i;
2471
2472         dr7 = rdr7();
2473         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2474                 /*
2475                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2476                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2477                  * hardware debug registers
2478                  */
2479                 return 0;
2480         }
2481
2482         nbp = 0;
2483         dr6 = rdr6();
2484         bp = dr6 & 0x0000000f;
2485
2486         if (!bp) {
2487                 /*
2488                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2489                  * trap was not caused by any of the debug registers
2490                  */
2491                 return 0;
2492         }
2493
2494         /*
2495          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2496          * which ones and if any of them are user space addresses
2497          */
2498
2499         if (bp & 0x01) {
2500                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2501         }
2502         if (bp & 0x02) {
2503                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2504         }
2505         if (bp & 0x04) {
2506                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2507         }
2508         if (bp & 0x08) {
2509                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2510         }
2511
2512         for (i=0; i<nbp; i++) {
2513                 if (addr[i] <
2514                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2515                         /*
2516                          * addr[i] is in user space
2517                          */
2518                         return nbp;
2519                 }
2520         }
2521
2522         /*
2523          * None of the breakpoints are in user space.
2524          */
2525         return 0;
2526 }
2527
2528
2529 #ifndef DDB
2530 void
2531 Debugger(const char *msg)
2532 {
2533         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2534 }
2535 #endif /* no DDB */
2536
2537 #ifdef DDB
2538
2539 /*
2540  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2541  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2542  * called inside DDB.
2543  *
2544  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2545  */
2546
2547 #undef inb
2548 #undef outb
2549
2550 /* silence compiler warnings */
2551 u_char inb(u_int);
2552 void outb(u_int, u_char);
2553
2554 u_char
2555 inb(u_int port)
2556 {
2557         u_char  data;
2558         /*
2559          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2560          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2561          * if we tell it to load (u_short) port.
2562          */
2563         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2564         return (data);
2565 }
2566
2567 void
2568 outb(u_int port, u_char data)
2569 {
2570         u_char  al;
2571         /*
2572          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2573          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2574          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2575          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2576          */
2577         al = data;
2578         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2579 }
2580
2581 #endif /* DDB */
2582
2583
2584
2585 #include "opt_cpu.h"
2586
2587
2588 /*
2589  * initialize all the SMP locks
2590  */
2591
2592 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2593 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2594
2595 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2596 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2597
2598 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2599 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2600
2601 /* critical region around INTR() routines */
2602 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2603
2604 /* lock region used by kernel profiling */
2605 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2606
2607 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2608 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2609
2610 /* locks kernel kprintfs */
2611 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2612
2613 /* lock regions around the clock hardware */
2614 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2615
2616 /* lock around the MP rendezvous */
2617 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2618
2619 static void
2620 init_locks(void)
2621 {
2622         /*
2623          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock
2624          */
2625         /*
2626          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2627          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2628          */
2629 #ifdef SMP
2630         cpu_get_initial_mplock();
2631 #endif
2632         /* DEPRECATED */
2633         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2634         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2635         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2636         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2637         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2638         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2639         spin_lock_init(&com_spinlock);
2640         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2641         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2642
2643         /* our token pool needs to work early */
2644         lwkt_token_pool_init();
2645 }
2646