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  */
  40
  41 #include "use_npx.h"
  42 #include "use_isa.h"
  43 #include "opt_atalk.h"
  44 #include "opt_compat.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_directio.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_ipx.h"
  50 #include "opt_maxmem.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_perfmon.h"
  53 #include "opt_swap.h"
  54 #include "opt_userconfig.h"
  55 #include "opt_apic.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/sysproto.h>
  60 #include <sys/signalvar.h>
  61 #include <sys/kernel.h>
  62 #include <sys/linker.h>
  63 #include <sys/malloc.h>
  64 #include <sys/proc.h>
  65 #include <sys/priv.h>
  66 #include <sys/buf.h>
  67 #include <sys/reboot.h>
  68 #include <sys/mbuf.h>
  69 #include <sys/msgbuf.h>
  70 #include <sys/sysent.h>
  71 #include <sys/sysctl.h>
  72 #include <sys/vmmeter.h>
  73 #include <sys/bus.h>
  74 #include <sys/upcall.h>
  75 #include <sys/usched.h>
  76 #include <sys/reg.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/vm_param.h>
  80 #include <sys/lock.h>
  81 #include <vm/vm_kern.h>
  82 #include <vm/vm_object.h>
  83 #include <vm/vm_page.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_pager.h>
  86 #include <vm/vm_extern.h>
  87
  88 #include <sys/thread2.h>
  89 #include <sys/mplock2.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/isa_device.h>
 112 #endif
 113 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
 114 #include <machine_base/isa/elcr_var.h>
 115 #include <bus/isa/rtc.h>
 116 #include <machine/vm86.h>
 117 #include <sys/random.h>
 118 #include <sys/ptrace.h>
 119 #include <machine/sigframe.h>
 120
 121 #include <sys/machintr.h>
 122
 123 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 124
 125 extern void init386(int first);
 126 extern void dblfault_handler(void);
 127
 128 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 129 extern void finishidentcpu(void);
 130 extern void panicifcpuunsupported(void);
 131 extern void initializecpu(void);
 132
 133 static void cpu_startup(void *);
 134 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 135 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 136 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 137 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 138 #ifdef DIRECTIO
 139 extern void ffs_rawread_setup(void);
 140 #endif /* DIRECTIO */
 141 static void init_locks(void);
 142
 143 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 144
 145 int     _udatasel, _ucodesel;
 146 u_int   atdevbase;
 147 #ifdef SMP
 148 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 149 #else
 150 int64_t tsc_offsets[1];
 151 #endif
 152
 153 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 154 extern int swtch_optim_stats;
 155 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 156         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 157 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 158         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 159 #endif
 160
 161 int physmem = 0;
 162
 163 u_long ebda_addr = 0;
 164
 165 static int
 166 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 167 {
 168         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 169         return (error);
 170 }
 171
 172 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 173         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 174
 175 static int
 176 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 177 {
 178         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 179                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 180         return (error);
 181 }
 182
 183 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 184         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 185
 186 static int
 187 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 188 {
 189         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 190                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 191         return (error);
 192 }
 193
 194 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 195         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 196
 197 vm_paddr_t Maxmem;
 198 vm_paddr_t Realmem;
 199
 200 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 201 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 202
 203
 204 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 205 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 206 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 207 static struct trapframe proc0_tf;
 208
 209 static void
 210 cpu_startup(void *dummy)
 211 {
 212         caddr_t v;
 213         vm_size_t size = 0;
 214         vm_offset_t firstaddr;
 215
 216         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 217                 bootverbose++;
 218
 219         /*
 220          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 221          */
 222         kprintf("%s", version);
 223         startrtclock();
 224         printcpuinfo();
 225         panicifcpuunsupported();
 226 #ifdef PERFMON
 227         perfmon_init();
 228 #endif
 229         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 230                 (intmax_t)Realmem,
 231                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 232         /*
 233          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 234          */
 235         if (bootverbose) {
 236                 int indx;
 237
 238                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 239                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 240                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 241
 242                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 243                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 244                             size1 / PAGE_SIZE);
 245                 }
 246         }
 247
 248         /*
 249          * Allocate space for system data structures.
 250          * The first available kernel virtual address is in "v".
 251          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 252          * As pages of memory are allocated and cleared,
 253          * "firstaddr" is incremented.
 254          * An index into the kernel page table corresponding to the
 255          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 256          */
 257
 258         /*
 259          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 260          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 261          * addresses to the various data structures.
 262          */
 263         firstaddr = 0;
 264 again:
 265         v = (caddr_t)firstaddr;
 266
 267 #define valloc(name, type, num) \
 268             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 269 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 270             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 271
 272         /*
 273          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 274          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 275          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 276          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 277          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 278          * maxbcache bytes.
 279          *
 280          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 281          */
 282         if (nbuf == 0) {
 283                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 284                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 285
 286                 nbuf = 50;
 287                 if (kbytes > 4096)
 288                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 289                 if (kbytes > 65536)
 290                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 291                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 292                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 293         }
 294
 295         /*
 296          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 297          * kernel_map.
 298          */
 299         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 300                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 301                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 302         }
 303
 304         /* limit to 128 on i386 */
 305         nswbuf = max(min(nbuf/4, 128), 16);
 306 #ifdef NSWBUF_MIN
 307         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 308                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 309 #endif
 310 #ifdef DIRECTIO
 311         ffs_rawread_setup();
 312 #endif
 313
 314         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 315         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 316
 317         /*
 318          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 319          */
 320         if (firstaddr == 0) {
 321                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 322                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 323                 if (firstaddr == 0)
 324                         panic("startup: no room for tables");
 325                 goto again;
 326         }
 327
 328         /*
 329          * End of second pass, addresses have been assigned
 330          */
 331         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 332                 panic("startup: table size inconsistency");
 333
 334         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 335                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 336         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 337                       (nbuf*BKVASIZE));
 338         buffer_map.system_map = 1;
 339         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 340                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 341         pager_map.system_map = 1;
 342
 343 #if defined(USERCONFIG)
 344         userconfig();
 345         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 346 #endif
 347
 348         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 349                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 350                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 351
 352         /*
 353          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 354          */
 355         bufinit();
 356         vm_pager_bufferinit();
 357
 358         /* Log ELCR information */
 359         elcr_dump();
 360
 361 #ifdef SMP
 362         /*
 363          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 364          */
 365         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 366         mp_announce();
 367 #endif  /* SMP */
 368         cpu_setregs();
 369 }
 370
 371 /*
 372  * Send an interrupt to process.
 373  *
 374  * Stack is set up to allow sigcode stored
 375  * at top to call routine, followed by kcall
 376  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 377  * resets the signal mask, the stack, and the
 378  * frame pointer, it returns to the user
 379  * specified pc, psl.
 380  */
 381 void
 382 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 383 {
 384         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 385         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 386         struct trapframe *regs;
 387         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 388         struct sigframe sf, *sfp;
 389         int oonstack;
 390
 391         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 392         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 393
 394         /* save user context */
 395         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 396         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 397         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 398         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 399         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 400
 401         /* make the size of the saved context visible to userland */
 402         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 403
 404         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 405         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 406                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 407
 408         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 409         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 410             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 411                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 412                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 413                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 414         } else {
 415                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 416         }
 417
 418         /* Translate the signal is appropriate */
 419         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 420                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 421                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 422         }
 423
 424         /* Build the argument list for the signal handler. */
 425         sf.sf_signum = sig;
 426         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 427         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 428                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 429                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 430                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 431
 432                 /* fill siginfo structure */
 433                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 434                 sf.sf_si.si_code = code;
 435                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 436         }
 437         else {
 438                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 439                 sf.sf_siginfo = code;
 440                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 441                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 442         }
 443
 444         /*
 445          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 446          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 447          * eflags.
 448          */
 449         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 450                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 451                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 452
 453                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 454                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 455                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 456                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 457
 458                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 459                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 460                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 461                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 462
 463                 /*
 464                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 465                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 466                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 467                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 468                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 469                  */
 470                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 471         }
 472
 473         /*
 474          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 475          */
 476         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 477
 478         /*
 479          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 480          */
 481         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 482                 /*
 483                  * Something is wrong with the stack pointer.
 484                  * ...Kill the process.
 485                  */
 486                 sigexit(lp, SIGILL);
 487         }
 488
 489         regs->tf_esp = (int)sfp;
 490         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 491
 492         /*
 493          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 494          * on function entry
 495          */
 496         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 497
 498         regs->tf_cs = _ucodesel;
 499         regs->tf_ds = _udatasel;
 500         regs->tf_es = _udatasel;
 501
 502         /*
 503          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 504          * the userland program might be using both.
 505          *
 506          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 507          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 508          * return to userland.
 509          */
 510         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 511                 regs->tf_fs = _udatasel;
 512                 regs->tf_gs = _udatasel;
 513         }
 514         regs->tf_ss = _udatasel;
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 519  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 520  * issue.
 521  *
 522  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 523  * bad idea?
 524  */
 525 int
 526 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 527 {
 528         frame->tf_cs = _ucodesel;
 529         frame->tf_ds = _udatasel;
 530         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 531 #if 0
 532         frame->tf_fs = _udatasel;
 533         frame->tf_gs = _udatasel;
 534 #endif
 535         frame->tf_ss = _udatasel;
 536         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 537         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 538         return(0);
 539 }
 540
 541 int
 542 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 543 {
 544          struct segment_descriptor *desc;
 545          int i;
 546
 547          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 548                 desc = &tls->tls[i];
 549                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 550                         continue;
 551                 if (desc->sd_def32 == 0)
 552                         return(ENXIO);
 553                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 554                         return(ENXIO);
 555                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 556                         return(ENXIO);
 557                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 558                         return(ENXIO);
 559          }
 560          return(0);
 561 }
 562
 563 /*
 564  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 565  *
 566  * System call to cleanup state after a signal
 567  * has been taken.  Reset signal mask and
 568  * stack state from context left by sendsig (above).
 569  * Return to previous pc and psl as specified by
 570  * context left by sendsig. Check carefully to
 571  * make sure that the user has not modified the
 572  * state to gain improper privileges.
 573  *
 574  * MPSAFE
 575  */
 576 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 577 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 578
 579 int
 580 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 581 {
 582         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 583         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 584         struct trapframe *regs;
 585         ucontext_t uc;
 586         ucontext_t *ucp;
 587         int cs;
 588         int eflags;
 589         int error;
 590
 591         /*
 592          * We have to copy the information into kernel space so userland
 593          * can't modify it while we are sniffing it.
 594          */
 595         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 596         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 597         if (error)
 598                 return (error);
 599         ucp = &uc;
 600         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 601
 602         if (eflags & PSL_VM) {
 603                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 604                 struct vm86_kernel *vm86;
 605
 606                 /*
 607                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 608                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 609                  */
 610                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 611                         return (EINVAL);
 612                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 613                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 614                         return (EINVAL);
 615
 616                 /* go back to user mode if both flags are set */
 617                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 618                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 619
 620                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 621                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 622                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 623                 } else {
 624                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 625                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 626                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 627                 }
 628                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 629                 tf->tf_eflags = eflags;
 630                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 631                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 632                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 633                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 634                 tf->tf_ds = _udatasel;
 635                 tf->tf_es = _udatasel;
 636 #if 0
 637                 tf->tf_fs = _udatasel;
 638                 tf->tf_gs = _udatasel;
 639 #endif
 640         } else {
 641                 /*
 642                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 643                  */
 644                 /*
 645                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 646                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 647                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 648                  * the signal context during signal handling and there is no
 649                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 650                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 651                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 652                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 653                  */
 654                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 655                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 656                         return(EINVAL);
 657                 }
 658
 659                 /*
 660                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 661                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 662                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 663                  */
 664                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 665                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 666                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 667                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 668                         return(EINVAL);
 669                 }
 670                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 671         }
 672
 673         /*
 674          * Restore the FPU state from the frame
 675          */
 676         crit_enter();
 677         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 678
 679         /*
 680          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 681          * semantics against system calls.
 682          */
 683         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 684                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 685
 686         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 687                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 688         else
 689                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 690
 691         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 692         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 693         crit_exit();
 694         return(EJUSTRETURN);
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 699  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 700  * already been pushed on the stack.
 701  */
 702 struct upc_frame {
 703         register_t      eax;
 704         register_t      ecx;
 705         register_t      edx;
 706         register_t      flags;
 707         register_t      oldip;
 708 };
 709
 710 void
 711 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 712 {
 713         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 714         struct trapframe *regs;
 715         struct upcall upcall;
 716         struct upc_frame upc_frame;
 717         int     crit_count = 0;
 718
 719         /*
 720          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 721          * context, switch back to the virtual kernel context before
 722          * trying to post the signal.
 723          */
 724         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 725                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 726                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 727         }
 728
 729         /*
 730          * Get the upcall data structure
 731          */
 732         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 733             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 734         ) {
 735                 vu->vu_pending = 0;
 736                 kprintf("bad upcall address\n");
 737                 return;
 738         }
 739
 740         /*
 741          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 742          * section count, mark the data structure as pending and return
 743          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 744          */
 745         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 746                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 747                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 748                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 749                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 750                 }
 751                 return;
 752         }
 753
 754         /*
 755          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 756          *
 757          * Bump our critical section count and set or clear the
 758          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 759          * pending.  The user will be responsible for calling
 760          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 761          */
 762         vu->vu_pending = 0;
 763         upcall.upc_pending = morepending;
 764         ++crit_count;
 765         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 766                 sizeof(upcall.upc_pending));
 767         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 768                 sizeof(int));
 769
 770         /*
 771          * Construct a stack frame and issue the upcall
 772          */
 773         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 774         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 775         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 776         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 777         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 778         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 779         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 780             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 781                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 782         } else {
 783                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 784                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 785                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 786                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 787                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 788         }
 789 }
 790
 791 /*
 792  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 793  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 794  * being overwritten by the syscall return value.
 795  *
 796  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 797  * and the function pointer in %eax.
 798  */
 799 int
 800 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 801 {
 802         struct upc_frame upc_frame;
 803         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 804         struct trapframe *regs;
 805         int error;
 806         struct upcall upcall;
 807         int crit_count;
 808
 809         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 810
 811         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 812         if (error == 0) {
 813             if (vu) {
 814                 /*
 815                  * This jumps us to the next ready context.
 816                  */
 817                 vu->vu_pending = 0;
 818                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 819                 crit_count = 0;
 820                 if (error == 0)
 821                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 822                 ++crit_count;
 823                 if (error == 0)
 824                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 825                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 826                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 827                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 828                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 829                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 830             } else {
 831                 /*
 832                  * This returns us to the originally interrupted code.
 833                  */
 834                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 835                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 836                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 837                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 838                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 839                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 840                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 841                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 842             }
 843         }
 844         if (error == 0)
 845                 error = EJUSTRETURN;
 846         return(error);
 847 }
 848
 849 /*
 850  * Machine dependent boot() routine
 851  *
 852  * I haven't seen anything to put here yet
 853  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 854  */
 855 void
 856 cpu_boot(int howto)
 857 {
 858 }
 859
 860 /*
 861  * Shutdown the CPU as much as possible
 862  */
 863 void
 864 cpu_halt(void)
 865 {
 866         for (;;)
 867                 __asm__ __volatile("hlt");
 868 }
 869
 870 /*
 871  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 872  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 873  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 874  *
 875  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 876  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 877  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 878  * critical section.
 879  *
 880  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 881  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
 882  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
 883  *       lwkt_switch() sets RQF_WAKEUP. We usually check
 884  *       RQF_IDLECHECK_WK_MASK.
 885  *
 886  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 887  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 888  */
 889 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 890 static int      cpu_idle_hltcnt;
 891 static int      cpu_idle_spincnt;
 892 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
 893 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 894     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 895 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 896     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 897 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 898     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 899 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 900     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 901
 902 static void
 903 cpu_idle_default_hook(void)
 904 {
 905         /*
 906          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 907          * following the sti.
 908          */
 909         __asm __volatile("sti; hlt");
 910 }
 911
 912 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 913 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 914
 915 void
 916 cpu_idle(void)
 917 {
 918         globaldata_t gd = mycpu;
 919         struct thread *td = gd->gd_curthread;
 920         int reqflags;
 921         int quick;
 922
 923         crit_exit();
 924         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 925         for (;;) {
 926                 /*
 927                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 928                  */
 929                 lwkt_switch();
 930
 931                 /*
 932                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 933                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 934                  * splz() does the job.
 935                  *
 936                  * cpu_idle_hlt:
 937                  *      0       Never halt, just spin
 938                  *
 939                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 940                  *              This typically eats more power than the
 941                  *              ACPI halt.
 942                  *
 943                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 944                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 945                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 946                  *
 947                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 948                  *              eats the least amount of power but the cpu
 949                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 950                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 951                  *
 952                  *
 953                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 954                  *       section.
 955                  *
 956                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.  Also we
 957                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 958                  *       it overflows.
 959                  */
 960                 ++gd->gd_idle_repeat;
 961                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 962                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 963                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 964                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 965
 966                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 967                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 968                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
 969                         ++cpu_idle_hltcnt;
 970                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 971                         __asm __volatile("cli");
 972                         splz();
 973                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 974                                 if (quick)
 975                                         cpu_idle_default_hook();
 976                                 else
 977                                         cpu_idle_hook();
 978                         }
 979                         __asm __volatile("sti");
 980                         ++cpu_idle_hltcnt;
 981                 } else {
 982                         splz();
 983                         __asm __volatile("sti");
 984                         ++cpu_idle_spincnt;
 985                 }
 986         }
 987 }
 988
 989 #ifdef SMP
 990
 991 /*
 992  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 993  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 994  * we let it spin.
 995  */
 996 void
 997 cpu_spinlock_contested(void)
 998 {
 999         cpu_pause();
1000 }
1001
1002 #endif
1003
1004 /*
1005  * Clear registers on exec
1006  */
1007 void
1008 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1009 {
1010         struct thread *td = curthread;
1011         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1012         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1013         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1014
1015         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1016         user_ldt_free(pcb);
1017
1018         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1019         regs->tf_eip = entry;
1020         regs->tf_esp = stack;
1021         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1022         regs->tf_ss = _udatasel;
1023         regs->tf_ds = _udatasel;
1024         regs->tf_es = _udatasel;
1025         regs->tf_fs = _udatasel;
1026         regs->tf_gs = _udatasel;
1027         regs->tf_cs = _ucodesel;
1028
1029         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1030         regs->tf_ebx = ps_strings;
1031
1032         /*
1033          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1034          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1035          */
1036         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1037                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1038                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1039                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1040                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1041                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1042                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1043                 if (pcb == td->td_pcb) {
1044                         /*
1045                          * Clear the debug registers on the running
1046                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1047                          * the next process we switch to.
1048                          */
1049                         reset_dbregs();
1050                 }
1051                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1056          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1057          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1058          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1059          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1060          */
1061         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1062
1063         /*
1064          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1065          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1066          * in npxdna().
1067          */
1068         crit_enter();
1069         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1070
1071 #if NNPX > 0
1072         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1073         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1074 #endif
1075         crit_exit();
1076
1077         /*
1078          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1079          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1080          * return value to 0.
1081          */
1082 }
1083
1084 void
1085 cpu_setregs(void)
1086 {
1087         unsigned int cr0;
1088
1089         cr0 = rcr0();
1090         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1091         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1092         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1093         load_cr0(cr0);
1094         load_gs(_udatasel);
1095 }
1096
1097 static int
1098 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1099 {
1100         int error;
1101         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1102                 req);
1103         if (!error && req->newptr)
1104                 resettodr();
1105         return (error);
1106 }
1107
1108 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1109         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1110
1111 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1112         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1113
1114 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1115         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1116
1117 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1118         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1119
1120 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1121 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1122         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1123
1124 /*
1125  * Initialize 386 and configure to run kernel
1126  */
1127
1128 /*
1129  * Initialize segments & interrupt table
1130  */
1131
1132 int _default_ldt;
1133 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1134 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1135 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1136 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1137
1138 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1139 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1140
1141 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1142 extern int has_f00f_bug;
1143 #endif
1144
1145 static struct i386tss dblfault_tss;
1146 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1147
1148 extern  struct user *proc0paddr;
1149
1150
1151 /* software prototypes -- in more palatable form */
1152 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1153 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1154 {       0x0,                    /* segment base address  */
1155         0x0,                    /* length */
1156         0,                      /* segment type */
1157         0,                      /* segment descriptor priority level */
1158         0,                      /* segment descriptor present */
1159         0, 0,
1160         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1161         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1162 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1163 {       0x0,                    /* segment base address  */
1164         0xfffff,                /* length - all address space */
1165         SDT_MEMERA,             /* 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 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
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 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1181 {       0x0,                    /* segment base address  */
1182         0xfffff,                /* length - all address space */
1183         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1184         0,                      /* segment descriptor priority level */
1185         1,                      /* segment descriptor present */
1186         0, 0,
1187         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1188         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1189 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1190 {
1191         0x0,                    /* segment base address */
1192         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1193         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1194         0,                      /* 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 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1200 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1201         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1202         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1203         SEL_UPL,                /* 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 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1209 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1210         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1211         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1212         0,                      /* segment descriptor priority level */
1213         1,                      /* segment descriptor present */
1214         0, 0,
1215         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1216         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1217 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1218 {       0x0,                    /* segment base address  */
1219         0x0,                    /* length - all address space */
1220         0,                      /* segment type */
1221         0,                      /* segment descriptor priority level */
1222         0,                      /* segment descriptor present */
1223         0, 0,
1224         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1225         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1226 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1227 {       0x400,                  /* segment base address */
1228         0xfffff,                /* length */
1229         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1230         0,                      /* segment descriptor priority level */
1231         1,                      /* segment descriptor present */
1232         0, 0,
1233         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1234         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1235 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1236 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1237         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1238         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1239         0,                      /* segment descriptor priority level */
1240         1,                      /* segment descriptor present */
1241         0, 0,
1242         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1243         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1244 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit 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 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1254 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1255         0xfffff,                /* length */
1256         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1257         0,                      /* segment descriptor priority level */
1258         1,                      /* segment descriptor present */
1259         0, 0,
1260         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1261         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1262 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
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         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1270         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1271 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
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 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1281 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1282         0xfffff,                /* length */
1283         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1284         0,                      /* segment descriptor priority level */
1285         1,                      /* segment descriptor present */
1286         0, 0,
1287         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1288         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1289 /* GTLS_START 15 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_START+1 16 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 /* GTLS_END 17 TLS */
1308 {       0x0,                    /* segment base address  */
1309         0x0,                    /* length */
1310         0,                      /* segment type */
1311         0,                      /* segment descriptor priority level */
1312         0,                      /* segment descriptor present */
1313         0, 0,
1314         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1315         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1316 };
1317
1318 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
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         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1338 {       0x0,                    /* segment base address  */
1339         0x0,                    /* length - all address space */
1340         0,                      /* segment type */
1341         0,                      /* segment descriptor priority level */
1342         0,                      /* segment descriptor present */
1343         0, 0,
1344         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1345         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1346         /* Code Descriptor for user */
1347 {       0x0,                    /* segment base address  */
1348         0xfffff,                /* length - all address space */
1349         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1350         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1351         1,                      /* segment descriptor present */
1352         0, 0,
1353         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1354         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1355         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1356 {       0x0,                    /* segment base address  */
1357         0x0,                    /* length - all address space */
1358         0,                      /* segment type */
1359         0,                      /* segment descriptor priority level */
1360         0,                      /* segment descriptor present */
1361         0, 0,
1362         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1363         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1364         /* Data Descriptor for user */
1365 {       0x0,                    /* segment base address  */
1366         0xfffff,                /* length - all address space */
1367         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1368         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1369         1,                      /* segment descriptor present */
1370         0, 0,
1371         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1372         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1373 };
1374
1375 void
1376 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1377 {
1378         struct gate_descriptor *ip;
1379
1380         ip = idt + idx;
1381         ip->gd_looffset = (int)func;
1382         ip->gd_selector = selec;
1383         ip->gd_stkcpy = 0;
1384         ip->gd_xx = 0;
1385         ip->gd_type = typ;
1386         ip->gd_dpl = dpl;
1387         ip->gd_p = 1;
1388         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1389 }
1390
1391 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1392
1393 extern inthand_t
1394         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1395         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1396         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1397         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1398         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1399         IDTVEC(rsvd0);
1400 extern inthand_t
1401         IDTVEC(int0x80_syscall);
1402
1403 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1404 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1405 #endif
1406
1407 void
1408 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1409 {
1410         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1411         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1412         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1413         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1414         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1415         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1416         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1421  * available physical memory in the system, then test this memory and
1422  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1423  *
1424  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1425  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1426  *
1427  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1428  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1429  */
1430 static void
1431 getmemsize(int first)
1432 {
1433         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1434         int hasbrokenint12;
1435         u_int basemem, extmem;
1436         struct vm86frame vmf;
1437         struct vm86context vmc;
1438         vm_offset_t pa;
1439         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1440         pt_entry_t *pte;
1441         quad_t maxmem;
1442         struct {
1443                 u_int64_t base;
1444                 u_int64_t length;
1445                 u_int32_t type;
1446         } *smap;
1447         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1448
1449         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1450         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1451         basemem = 0;
1452
1453         /*
1454          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1455          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1456          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1457          */
1458         hasbrokenint12 = 0;
1459         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1460         if (hasbrokenint12) {
1461                 goto int15e820;
1462         }
1463
1464         /*
1465          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1466          * value give the bios some scribble space just in case.
1467          */
1468         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1469         basemem = vmf.vmf_ax;
1470         if (basemem > 640) {
1471                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1472                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1473                 basemem = 636;
1474         }
1475
1476         /*
1477          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1478          * between the end of base memory and the start of
1479          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1480          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1481          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1482          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1483          * to begin with and then parts of it are remapped.
1484          * The parts that aren't remapped form holes that
1485          * remain read-only and are unused by the kernel.
1486          * The base memory area is below the physical end of
1487          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1488          * The part of it from PAGE_SIZE to
1489          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1490          * remapped and used by the kernel later.)
1491          *
1492          * This code is similar to the code used in
1493          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1494          * allocated we simply change the mapping.
1495          */
1496         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1497              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1498                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1499                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1500         }
1501
1502         /*
1503          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1504          * that the bios can scribble on it.
1505          */
1506         pte = vm86paddr;
1507         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1508                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1509
1510 int15e820:
1511         /*
1512          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1513          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1514          */
1515         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1516         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1517
1518         /*
1519          * get memory map with INT 15:E820
1520          */
1521 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1522 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1523
1524         vmc.npages = 0;
1525         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1526         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1527
1528         physmap_idx = 0;
1529         vmf.vmf_ebx = 0;
1530         do {
1531                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1532                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1533                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1534                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1535                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1536                         break;
1537                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1538                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1539                                 smap->type,
1540                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1541                                 (u_int32_t)smap->base,
1542                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1543                                 (u_int32_t)smap->length);
1544
1545                 if (smap->type != 0x01)
1546                         goto next_run;
1547
1548                 if (smap->length == 0)
1549                         goto next_run;
1550
1551                 Realmem += smap->length;
1552
1553                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1554                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1555                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1556                         goto next_run;
1557                 }
1558
1559                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1560                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1561                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1562                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1563                                                 "memory region, ignoring "
1564                                                 "second region\n");
1565                                 }
1566                                 Realmem -= smap->length;
1567                                 goto next_run;
1568                         }
1569                 }
1570
1571                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1572                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1573                         goto next_run;
1574                 }
1575
1576                 physmap_idx += 2;
1577                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1578                         kprintf("Too many segments in the physical "
1579                                 "address map, giving up\n");
1580                         break;
1581                 }
1582                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1583                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1584 next_run:
1585                 ; /* fix GCC3.x warning */
1586         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1587
1588         /*
1589          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1590          */
1591         if (basemem == 0) {
1592                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1593                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1594                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1595                                 break;
1596                         }
1597                 }
1598
1599                 if (basemem == 0) {
1600                         basemem = 640;
1601                 }
1602
1603                 if (basemem > 640) {
1604                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1605                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1606                         basemem = 640;
1607                 }
1608
1609                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1610                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1611                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1612                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1613                 }
1614
1615                 pte = vm86paddr;
1616                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1617                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1618         }
1619
1620         if (physmap[1] != 0)
1621                 goto physmap_done;
1622
1623         /*
1624          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1625          */
1626         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1627         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1628                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1629         } else {
1630 #if 0
1631                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1632                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1633                 extmem = vmf.vmf_ax;
1634 #else
1635                 /*
1636                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1637                  */
1638                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1639 #endif
1640         }
1641
1642         /*
1643          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1644          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1645          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1646          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1647          * them beyond the limit.
1648          *
1649          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1650          *      chop it to 15MB.
1651          */
1652         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1653                 extmem = 15 * 1024;
1654
1655         physmap[0] = 0;
1656         physmap[1] = basemem * 1024;
1657         physmap_idx = 2;
1658         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1659         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1660
1661 physmap_done:
1662         /*
1663          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1664          */
1665
1666 #ifdef SMP
1667         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1668         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1669
1670         /* Save EBDA address, if any */
1671         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1672         ebda_addr <<= 4;
1673 #endif
1674
1675         /*
1676          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1677          * highest page of the physical address space.  It should be
1678          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1679          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1680          */
1681         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1682
1683 #ifdef MAXMEM
1684         Maxmem = MAXMEM / 4;
1685 #endif
1686
1687         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1688                 Maxmem = atop(maxmem);
1689
1690         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1691             (boothowto & RB_VERBOSE))
1692                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1693
1694         /*
1695          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1696          * extend the last memory segment to the new limit.
1697          */
1698         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1699                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1700
1701         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1702         pmap_bootstrap(first, 0);
1703
1704         /*
1705          * Size up each available chunk of physical memory.
1706          */
1707         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1708         pa_indx = 0;
1709         da_indx = 1;
1710         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1711         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1712         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1713
1714         pte = CMAP1;
1715
1716         /*
1717          * Get dcons buffer address
1718          */
1719         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1720             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1721                 dcons_addr = 0;
1722
1723         /*
1724          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1725          * round up the start address and round down the end address.
1726          */
1727         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1728                 vm_offset_t end;
1729
1730                 end = ptoa(Maxmem);
1731                 if (physmap[i + 1] < end)
1732                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1733                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1734                         int tmp, page_bad, full;
1735 #if 0
1736                         int *ptr = 0;
1737 #else
1738                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1739 #endif
1740                         full = FALSE;
1741
1742                         /*
1743                          * block out kernel memory as not available.
1744                          */
1745                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1746                                 goto do_dump_avail;
1747
1748                         /*
1749                          * block out dcons buffer
1750                          */
1751                         if (dcons_addr > 0
1752                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1753                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1754                                 goto do_dump_avail;
1755
1756                         page_bad = FALSE;
1757
1758                         /*
1759                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1760                          */
1761                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1762                         cpu_invltlb();
1763
1764                         tmp = *(int *)ptr;
1765                         /*
1766                          * Test for alternating 1's and 0's
1767                          */
1768                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1769                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1770                                 page_bad = TRUE;
1771                         }
1772                         /*
1773                          * Test for alternating 0's and 1's
1774                          */
1775                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1776                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1777                         page_bad = TRUE;
1778                         }
1779                         /*
1780                          * Test for all 1's
1781                          */
1782                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1783                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1784                                 page_bad = TRUE;
1785                         }
1786                         /*
1787                          * Test for all 0's
1788                          */
1789                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1790                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1791                                 page_bad = TRUE;
1792                         }
1793                         /*
1794                          * Restore original value.
1795                          */
1796                         *(int *)ptr = tmp;
1797
1798                         /*
1799                          * Adjust array of valid/good pages.
1800                          */
1801                         if (page_bad == TRUE) {
1802                                 continue;
1803                         }
1804                         /*
1805                          * If this good page is a continuation of the
1806                          * previous set of good pages, then just increase
1807                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1808                          * Note that "end" points one higher than end,
1809                          * making the range >= start and < end.
1810                          * If we're also doing a speculative memory
1811                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1812                          * so that we keep going. The first bad page
1813                          * will terminate the loop.
1814                          */
1815                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1816                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1817                         } else {
1818                                 pa_indx++;
1819                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1820                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1821                                         pa_indx--;
1822                                         full = TRUE;
1823                                         goto do_dump_avail;
1824                                 }
1825                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1826                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1827                         }
1828                         physmem++;
1829 do_dump_avail:
1830                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1831                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1832                         } else {
1833                                 da_indx++;
1834                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1835                                         da_indx--;
1836                                         goto do_next;
1837                                 }
1838                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1839                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1840                         }
1841 do_next:
1842                         if (full)
1843                                 break;
1844
1845                 }
1846         }
1847         *pte = 0;
1848         cpu_invltlb();
1849
1850         /*
1851          * XXX
1852          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1853          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1854          * calculation, etc.).
1855          */
1856         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1857             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1858                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1859                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1860                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1861         }
1862
1863         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1864
1865         /* Trim off space for the message buffer. */
1866         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1867
1868         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1869 }
1870
1871 #ifdef SMP
1872 #ifdef APIC_IO
1873 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1874 #else
1875 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1876 #endif
1877 TUNABLE_INT("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1878 extern struct machintr_abi MachIntrABI_APIC;
1879 #endif
1880
1881 extern struct machintr_abi MachIntrABI_ICU;
1882 struct machintr_abi MachIntrABI;
1883
1884 /*
1885  * IDT VECTORS:
1886  *      0       Divide by zero
1887  *      1       Debug
1888  *      2       NMI
1889  *      3       BreakPoint
1890  *      4       OverFlow
1891  *      5       Bound-Range
1892  *      6       Invalid OpCode
1893  *      7       Device Not Available (x87)
1894  *      8       Double-Fault
1895  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1896  *      10      Invalid-TSS
1897  *      11      Segment not present
1898  *      12      Stack
1899  *      13      General Protection
1900  *      14      Page Fault
1901  *      15      Reserved
1902  *      16      x87 FP Exception pending
1903  *      17      Alignment Check
1904  *      18      Machine Check
1905  *      19      SIMD floating point
1906  *      20-31   reserved
1907  *      32-255  INTn/external sources
1908  */
1909 void
1910 init386(int first)
1911 {
1912         struct gate_descriptor *gdp;
1913         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1914         struct mdglobaldata *gd;
1915
1916         /*
1917          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1918          */
1919         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1920         bzero(gd, sizeof(*gd));
1921
1922         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1923         thread0.td_gd = &gd->mi;
1924
1925         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1926
1927         metadata_missing = 0;
1928         if (bootinfo.bi_modulep) {
1929                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1930                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1931         } else {
1932                 metadata_missing = 1;
1933         }
1934         if (bootinfo.bi_envp)
1935                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1936
1937         /*
1938          * Default MachIntrABI to ICU
1939          */
1940         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1941 #ifdef SMP
1942         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1943 #endif
1944
1945         /*
1946          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1947          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1948          */
1949         ncpus = 1;
1950         ncpus2 = 1;
1951         ncpus_fit = 1;
1952         /* Init basic tunables, hz etc */
1953         init_param1();
1954
1955         /*
1956          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1957          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1958          * the address space
1959          */
1960         /*
1961          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1962          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1963          */
1964         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1965         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1966
1967         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1968                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1969         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1970         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1971                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1972
1973         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1974
1975         /*
1976          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1977          * early in the boot sequence because the system assumes
1978          * that 'curthread' is never NULL.
1979          */
1980
1981         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1982 #ifdef BDE_DEBUGGER
1983                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1984                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1985                         continue;
1986 #endif
1987                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
1988         }
1989
1990         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1991         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
1992         lgdt(&r_gdt);
1993
1994         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1995         cpu_gdinit(gd, 0);
1996         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1997         safepri = TDPRI_MAX;
1998
1999         /* make ldt memory segments */
2000         /*
2001          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
2002          * should be spelled ...MAX_USER...
2003          */
2004         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2005         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2006         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
2007                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2008
2009         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2010         lldt(_default_ldt);
2011         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
2012         /* spinlocks and the BGL */
2013         init_locks();
2014
2015         /*
2016          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
2017          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
2018          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
2019          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
2020          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
2021          * determine the fault address.
2022          */
2023         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2024 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
2025                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2026 #else
2027                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2028 #endif
2029         }
2030         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2031         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2032         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2033         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2034         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2035         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2036         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2037         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2038         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2039         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2040         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2041         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2042         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2043         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2044         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2045         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2046         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2047         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2048         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2049         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2050         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2051                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2052
2053         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2054         r_idt.rd_base = (int) idt;
2055         lidt(&r_idt);
2056
2057         /*
2058          * Initialize the console before we print anything out.
2059          */
2060         cninit();
2061
2062         if (metadata_missing)
2063                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2064
2065 #if     NISA >0
2066         elcr_probe();
2067         isa_defaultirq();
2068 #endif
2069         rand_initialize();
2070
2071 #ifdef DDB
2072         kdb_init();
2073         if (boothowto & RB_KDB)
2074                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2075 #endif
2076
2077         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2078         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2079         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2080         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2081
2082         /*
2083          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2084          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2085          */
2086         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2087         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2088         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2089         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2090         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2091         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2092         ltr(gsel_tss);
2093
2094         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2095             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2096         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2097             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2098         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2099         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2100         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2101         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2102             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2103         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2104         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2105         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2106
2107         vm86_initialize();
2108         getmemsize(first);
2109         init_param2(physmem);
2110
2111         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2112
2113         /* Map the message buffer. */
2114         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2115                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2116
2117         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2118
2119         /* make a call gate to reenter kernel with */
2120         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2121
2122         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2123         gdp->gd_looffset = x++;
2124         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2125         gdp->gd_stkcpy = 1;
2126         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2127         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2128         gdp->gd_p = 1;
2129         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2130
2131         /* XXX does this work? */
2132         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2133         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2134
2135         /* transfer to user mode */
2136
2137         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2138         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2139
2140         /* setup proc 0's pcb */
2141         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2142         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2143         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2144         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2149  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2150  * data space were allocated in locore.
2151  *
2152  * Note: the idlethread's cpl is 0
2153  *
2154  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2155  */
2156 void
2157 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2158 {
2159         if (cpu)
2160                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2161
2162         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2163                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2164                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2165                         0, &gd->mi);
2166         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2167         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2168         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2169         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2170 }
2171
2172 int
2173 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2174 {
2175         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2176             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2177                 return (TRUE);
2178         }
2179         return (FALSE);
2180 }
2181
2182 struct globaldata *
2183 globaldata_find(int cpu)
2184 {
2185         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2186         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2187 }
2188
2189 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2190 static void f00f_hack(void *unused);
2191 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2192
2193 static void
2194 f00f_hack(void *unused)
2195 {
2196         struct gate_descriptor *new_idt;
2197         vm_offset_t tmp;
2198
2199         if (!has_f00f_bug)
2200                 return;
2201
2202         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2203
2204         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2205
2206         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2207         if (tmp == 0)
2208                 panic("kmem_alloc returned 0");
2209         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2210                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2211         /* Put the first seven entries in the lower page */
2212         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2213         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2214         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2215         lidt(&r_idt);
2216         idt = new_idt;
2217         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2218                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2219                 panic("vm_map_protect failed");
2220         return;
2221 }
2222 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2223
2224 int
2225 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2226 {
2227         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2228         return (0);
2229 }
2230
2231 int
2232 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2233 {
2234         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2235         return (0);
2236 }
2237
2238 int
2239 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2240 {
2241         struct trapframe *tp;
2242
2243         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2244         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2245         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2246         regs->r_es = tp->tf_es;
2247         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2248         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2249         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2250         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2251         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2252         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2253         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2254         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2255         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2256         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2257         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2258         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2259         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2260         return (0);
2261 }
2262
2263 int
2264 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2265 {
2266         struct trapframe *tp;
2267
2268         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2269         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2270             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2271                 return (EINVAL);
2272         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2273         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2274         tp->tf_es = regs->r_es;
2275         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2276         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2277         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2278         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2279         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2280         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2281         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2282         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2283         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2284         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2285         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2286         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2287         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2288         return (0);
2289 }
2290
2291 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2292 static void
2293 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
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_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2301         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2302         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2303         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2304         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2305         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2306         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2307         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2308
2309         /* FPU registers */
2310         for (i = 0; i < 8; ++i)
2311                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2312
2313         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2314 }
2315
2316 static void
2317 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2318 {
2319         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2320         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2321         int i;
2322
2323         /* FPU control/status */
2324         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2325         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2326         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2327         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2328         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2329         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2330         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2331         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2332
2333         /* FPU registers */
2334         for (i = 0; i < 8; ++i)
2335                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2336
2337         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2338 }
2339 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2340
2341 int
2342 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2343 {
2344 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2345         if (cpu_fxsr) {
2346                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2347                                 (struct save87 *)fpregs);
2348                 return (0);
2349         }
2350 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2351         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2352         return (0);
2353 }
2354
2355 int
2356 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2357 {
2358 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2359         if (cpu_fxsr) {
2360                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2361                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2362                 return (0);
2363         }
2364 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2365         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2366         return (0);
2367 }
2368
2369 int
2370 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2371 {
2372         if (lp == NULL) {
2373                 dbregs->dr0 = rdr0();
2374                 dbregs->dr1 = rdr1();
2375                 dbregs->dr2 = rdr2();
2376                 dbregs->dr3 = rdr3();
2377                 dbregs->dr4 = rdr4();
2378                 dbregs->dr5 = rdr5();
2379                 dbregs->dr6 = rdr6();
2380                 dbregs->dr7 = rdr7();
2381         } else {
2382                 struct pcb *pcb;
2383
2384                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2385                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2386                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2387                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2388                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2389                 dbregs->dr4 = 0;
2390                 dbregs->dr5 = 0;
2391                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2392                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2393         }
2394         return (0);
2395 }
2396
2397 int
2398 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2399 {
2400         if (lp == NULL) {
2401                 load_dr0(dbregs->dr0);
2402                 load_dr1(dbregs->dr1);
2403                 load_dr2(dbregs->dr2);
2404                 load_dr3(dbregs->dr3);
2405                 load_dr4(dbregs->dr4);
2406                 load_dr5(dbregs->dr5);
2407                 load_dr6(dbregs->dr6);
2408                 load_dr7(dbregs->dr7);
2409         } else {
2410                 struct pcb *pcb;
2411                 struct ucred *ucred;
2412                 int i;
2413                 uint32_t mask1, mask2;
2414
2415                 /*
2416                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2417                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2418                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2419                  * TRCTRAP.
2420                  */
2421                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2422                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2423                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2424                                 return (EINVAL);
2425
2426                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2427                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2428
2429                 /*
2430                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2431                  * process's address space.  If a process could do this, it
2432                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2433                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2434                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2435                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2436                  * uid 0.
2437                  *
2438                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2439                  * address space is written into from within the kernel
2440                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2441                  * from within kernel mode?
2442                  */
2443
2444                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2445                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2446                                 /* dr0 is enabled */
2447                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2448                                         return (EINVAL);
2449                         }
2450
2451                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2452                                 /* dr1 is enabled */
2453                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2454                                         return (EINVAL);
2455                         }
2456
2457                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2458                                 /* dr2 is enabled */
2459                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2460                                         return (EINVAL);
2461                         }
2462
2463                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2464                                 /* dr3 is enabled */
2465                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2466                                         return (EINVAL);
2467                         }
2468                 }
2469
2470                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2471                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2472                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2473                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2474                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2475                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2476
2477                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2478         }
2479
2480         return (0);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2485  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2486  */
2487 int
2488 user_dbreg_trap(void)
2489 {
2490         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2491         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2492         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2493         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2494         int i;
2495
2496         dr7 = rdr7();
2497         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2498                 /*
2499                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2500                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2501                  * hardware debug registers
2502                  */
2503                 return 0;
2504         }
2505
2506         nbp = 0;
2507         dr6 = rdr6();
2508         bp = dr6 & 0x0000000f;
2509
2510         if (!bp) {
2511                 /*
2512                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2513                  * trap was not caused by any of the debug registers
2514                  */
2515                 return 0;
2516         }
2517
2518         /*
2519          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2520          * which ones and if any of them are user space addresses
2521          */
2522
2523         if (bp & 0x01) {
2524                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2525         }
2526         if (bp & 0x02) {
2527                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2528         }
2529         if (bp & 0x04) {
2530                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2531         }
2532         if (bp & 0x08) {
2533                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2534         }
2535
2536         for (i=0; i<nbp; i++) {
2537                 if (addr[i] <
2538                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2539                         /*
2540                          * addr[i] is in user space
2541                          */
2542                         return nbp;
2543                 }
2544         }
2545
2546         /*
2547          * None of the breakpoints are in user space.
2548          */
2549         return 0;
2550 }
2551
2552
2553 #ifndef DDB
2554 void
2555 Debugger(const char *msg)
2556 {
2557         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2558 }
2559 #endif /* no DDB */
2560
2561 #ifdef DDB
2562
2563 /*
2564  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2565  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2566  * called inside DDB.
2567  *
2568  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2569  */
2570
2571 #undef inb
2572 #undef outb
2573
2574 /* silence compiler warnings */
2575 u_char inb(u_int);
2576 void outb(u_int, u_char);
2577
2578 u_char
2579 inb(u_int port)
2580 {
2581         u_char  data;
2582         /*
2583          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2584          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2585          * if we tell it to load (u_short) port.
2586          */
2587         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2588         return (data);
2589 }
2590
2591 void
2592 outb(u_int port, u_char data)
2593 {
2594         u_char  al;
2595         /*
2596          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2597          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2598          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2599          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2600          */
2601         al = data;
2602         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2603 }
2604
2605 #endif /* DDB */
2606
2607
2608
2609 #include "opt_cpu.h"
2610
2611
2612 /*
2613  * initialize all the SMP locks
2614  */
2615
2616 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2617 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2618
2619 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2620 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2621
2622 /* critical region around INTR() routines */
2623 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2624
2625 /* lock region used by kernel profiling */
2626 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2627
2628 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2629 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2630
2631 /* lock regions around the clock hardware */
2632 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2633
2634 /* lock around the MP rendezvous */
2635 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2636
2637 static void
2638 init_locks(void)
2639 {
2640 #ifdef SMP
2641         /*
2642          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2643          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2644          */
2645         cpu_get_initial_mplock();
2646 #endif
2647         /* DEPRECATED */
2648         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2649         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2650         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2651         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2652         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2653         spin_lock_init(&com_spinlock);
2654         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2655
2656         /* our token pool needs to work early */
2657         lwkt_token_pool_init();
2658 }