sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_atalk.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_directio.h"
  50 #include "opt_inet.h"
  51 #include "opt_ipx.h"
  52 #include "opt_msgbuf.h"
  53 #include "opt_swap.h"
  54 #include "opt_apic.h"
  55
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/sysproto.h>
  59 #include <sys/signalvar.h>
  60 #include <sys/kernel.h>
  61 #include <sys/linker.h>
  62 #include <sys/malloc.h>
  63 #include <sys/proc.h>
  64 #include <sys/priv.h>
  65 #include <sys/buf.h>
  66 #include <sys/reboot.h>
  67 #include <sys/mbuf.h>
  68 #include <sys/msgbuf.h>
  69 #include <sys/sysent.h>
  70 #include <sys/sysctl.h>
  71 #include <sys/vmmeter.h>
  72 #include <sys/bus.h>
  73 #include <sys/upcall.h>
  74 #include <sys/usched.h>
  75 #include <sys/reg.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89
  90 #include <sys/user.h>
  91 #include <sys/exec.h>
  92 #include <sys/cons.h>
  93
  94 #include <ddb/ddb.h>
  95
  96 #include <machine/cpu.h>
  97 #include <machine/clock.h>
  98 #include <machine/specialreg.h>
  99 #if JG
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #endif
 102 #include <machine/md_var.h>
 103 #include <machine/metadata.h>
 104 #include <machine/pc/bios.h>
 105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 107 #include <machine/smp.h>
 108 #ifdef PERFMON
 109 #include <machine/perfmon.h>
 110 #endif
 111 #include <machine/cputypes.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #include <sys/machintr.h>
 123
 124 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 125
 126 extern void init386(int first);
 127 extern void dblfault_handler(void);
 128 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 129
 130 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 131 extern void identify_cpu(void);
 132 #if JG
 133 extern void finishidentcpu(void);
 134 #endif
 135 extern void panicifcpuunsupported(void);
 136
 137 static void cpu_startup(void *);
 138 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 139 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 140 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 141 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 142 #ifdef DIRECTIO
 143 extern void ffs_rawread_setup(void);
 144 #endif /* DIRECTIO */
 145 static void init_locks(void);
 146
 147 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 148
 149 #ifdef DDB
 150 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 151 #endif
 152
 153 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
 154
 155 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 156 u_long  atdevbase;
 157 #ifdef SMP
 158 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 159 #else
 160 int64_t tsc_offsets[1];
 161 #endif
 162
 163 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 164 extern int swtch_optim_stats;
 165 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 166         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 168         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 169 #endif
 170
 171 int physmem = 0;
 172
 173 u_long ebda_addr = 0;
 174
 175 static int
 176 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 177 {
 178         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 179         return (error);
 180 }
 181
 182 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 183         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 184
 185 static int
 186 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 187 {
 188         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 189                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 190         return (error);
 191 }
 192
 193 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 194         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 195
 196 static int
 197 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 198 {
 199         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 200                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 201         return (error);
 202 }
 203
 204 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 205         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 206
 207 vm_paddr_t Maxmem;
 208 vm_paddr_t Realmem;
 209
 210 /*
 211  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 212  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 213  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 214  * PHYSSEG entries.
 215  */
 216 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 217
 218 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 219 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 220
 221 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 222 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 223 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 224
 225 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 226 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 227 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 228 static struct trapframe proc0_tf;
 229
 230 static void
 231 cpu_startup(void *dummy)
 232 {
 233         caddr_t v;
 234         vm_size_t size = 0;
 235         vm_offset_t firstaddr;
 236
 237         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 238                 bootverbose++;
 239
 240         /*
 241          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 242          */
 243         kprintf("%s", version);
 244         startrtclock();
 245         printcpuinfo();
 246         panicifcpuunsupported();
 247 #ifdef PERFMON
 248         perfmon_init();
 249 #endif
 250         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 251                 (intmax_t)Realmem,
 252                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 253         /*
 254          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 255          */
 256         if (bootverbose) {
 257                 int indx;
 258
 259                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 260                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 261                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 262
 263                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 264                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 265                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 266                                 (intmax_t)size1,
 267                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 268                 }
 269         }
 270
 271         /*
 272          * Allocate space for system data structures.
 273          * The first available kernel virtual address is in "v".
 274          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 275          * As pages of memory are allocated and cleared,
 276          * "firstaddr" is incremented.
 277          * An index into the kernel page table corresponding to the
 278          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 279          */
 280
 281         /*
 282          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 283          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 284          * addresses to the various data structures.
 285          */
 286         firstaddr = 0;
 287 again:
 288         v = (caddr_t)firstaddr;
 289
 290 #define valloc(name, type, num) \
 291             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 292 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 293             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 294
 295         /*
 296          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 297          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 298          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 299          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 300          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 301          * maxbcache bytes.
 302          *
 303          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 304          */
 305         if (nbuf == 0) {
 306                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 307                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 308
 309                 nbuf = 50;
 310                 if (kbytes > 4096)
 311                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 312                 if (kbytes > 65536)
 313                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 314                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 315                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 316         }
 317
 318         /*
 319          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 320          * kernel_map.
 321          */
 322         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 323                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 324                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 325         }
 326
 327         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
 328 #ifdef NSWBUF_MIN
 329         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 330                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 331 #endif
 332 #ifdef DIRECTIO
 333         ffs_rawread_setup();
 334 #endif
 335
 336         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 337         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 338
 339         /*
 340          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 341          */
 342         if (firstaddr == 0) {
 343                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 344                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 345                 if (firstaddr == 0)
 346                         panic("startup: no room for tables");
 347                 goto again;
 348         }
 349
 350         /*
 351          * End of second pass, addresses have been assigned
 352          */
 353         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 354                 panic("startup: table size inconsistency");
 355
 356         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 357                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 358         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 359                       (nbuf*BKVASIZE));
 360         buffer_map.system_map = 1;
 361         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 362                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 363         pager_map.system_map = 1;
 364
 365 #if defined(USERCONFIG)
 366         userconfig();
 367         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 368 #endif
 369
 370         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 371                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 372                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 373
 374         /*
 375          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 376          */
 377         bufinit();
 378         vm_pager_bufferinit();
 379
 380 #ifdef SMP
 381         /*
 382          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 383          */
 384         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 385         mp_announce();
 386 #endif  /* SMP */
 387         cpu_setregs();
 388 }
 389
 390 /*
 391  * Send an interrupt to process.
 392  *
 393  * Stack is set up to allow sigcode stored
 394  * at top to call routine, followed by kcall
 395  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 396  * resets the signal mask, the stack, and the
 397  * frame pointer, it returns to the user
 398  * specified pc, psl.
 399  */
 400 void
 401 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 402 {
 403         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 404         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 405         struct trapframe *regs;
 406         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 407         struct sigframe sf, *sfp;
 408         int oonstack;
 409         char *sp;
 410
 411         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 412         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 413
 414         /* Save user context */
 415         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 416         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 417         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 418         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 419         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 420         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 421
 422         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 423         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 424
 425         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 426         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 427                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 428
 429         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 430         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 431             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 432                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 433                               sizeof(struct sigframe));
 434                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 435         } else {
 436                 /* We take red zone into account */
 437                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 438         }
 439
 440         /* Align to 16 bytes */
 441         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 442
 443         /* Translate the signal is appropriate */
 444         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 445                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 446                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 447         }
 448
 449         /*
 450          * Build the argument list for the signal handler.
 451          *
 452          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 453          */
 454         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 455         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 456
 457         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 458                 /*
 459                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 460                  *
 461                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 462                  */
 463                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 464                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 465                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 466
 467                 /* fill siginfo structure */
 468                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 469                 sf.sf_si.si_code = code;
 470                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 471         } else {
 472                 /*
 473                  * Old FreeBSD-style arguments.
 474                  *
 475                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 476                  */
 477                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 478                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 479                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 480         }
 481
 482         /*
 483          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 484          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 485          * eflags.
 486          */
 487 #if JG
 488         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 489                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 490                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 491
 492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 496
 497                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 498                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 499                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 500                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 501
 502                 /*
 503                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 504                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 505                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 506                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 507                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 508                  */
 509                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 510         }
 511 #endif
 512
 513         /*
 514          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 515          */
 516         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 517
 518         /*
 519          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 520          */
 521         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 522                 /*
 523                  * Something is wrong with the stack pointer.
 524                  * ...Kill the process.
 525                  */
 526                 sigexit(lp, SIGILL);
 527         }
 528
 529         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 530         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 531
 532         /*
 533          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 534          * on function entry
 535          */
 536         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 537
 538         /*
 539          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 540          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 541          * stored in-context.
 542          */
 543         regs->tf_cs = _ucodesel;
 544         regs->tf_ss = _udatasel;
 545 }
 546
 547 /*
 548  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 549  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 550  * issue.
 551  *
 552  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 553  * bad idea?
 554  */
 555 int
 556 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 557 {
 558         frame->tf_cs = _ucodesel;
 559         frame->tf_ss = _udatasel;
 560         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 561         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 562         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 563
 564         return(0);
 565 }
 566
 567 /*
 568  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 569  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 570  */
 571 int
 572 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 573 {
 574         return(0);
 575 }
 576
 577 /*
 578  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 579  *
 580  * System call to cleanup state after a signal
 581  * has been taken.  Reset signal mask and
 582  * stack state from context left by sendsig (above).
 583  * Return to previous pc and psl as specified by
 584  * context left by sendsig. Check carefully to
 585  * make sure that the user has not modified the
 586  * state to gain improper privileges.
 587  *
 588  * MPSAFE
 589  */
 590 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 591 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 592
 593 int
 594 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 595 {
 596         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 597         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 598         struct trapframe *regs;
 599         ucontext_t uc;
 600         ucontext_t *ucp;
 601         register_t rflags;
 602         int cs;
 603         int error;
 604
 605         /*
 606          * We have to copy the information into kernel space so userland
 607          * can't modify it while we are sniffing it.
 608          */
 609         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 610         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 611         if (error)
 612                 return (error);
 613         ucp = &uc;
 614         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 615
 616         /* VM (8086) mode not supported */
 617         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 618
 619 #if JG
 620         if (eflags & PSL_VM) {
 621                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 622                 struct vm86_kernel *vm86;
 623
 624                 /*
 625                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 626                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 627                  */
 628                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 629                         return (EINVAL);
 630                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 631                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 632                         return (EINVAL);
 633
 634                 /* go back to user mode if both flags are set */
 635                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 636                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 637
 638                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 639                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 640                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 641                 } else {
 642                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 643                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 644                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 645                 }
 646                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 647                 tf->tf_eflags = eflags;
 648                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 649                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 650                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 651                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 652                 tf->tf_ds = _udatasel;
 653                 tf->tf_es = _udatasel;
 654                 tf->tf_fs = _udatasel;
 655                 tf->tf_gs = _udatasel;
 656         } else
 657 #endif
 658         {
 659                 /*
 660                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 661                  */
 662                 /*
 663                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 664                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 665                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 666                  * the signal context during signal handling and there is no
 667                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 668                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 669                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 670                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 671                  */
 672                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 673                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 674                         return(EINVAL);
 675                 }
 676
 677                 /*
 678                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 679                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 680                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 681                  */
 682                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 683                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 684                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 685                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 686                         return(EINVAL);
 687                 }
 688                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 689         }
 690
 691         /*
 692          * Restore the FPU state from the frame
 693          */
 694         crit_enter();
 695         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 696
 697         /*
 698          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 699          * semantics against system calls.
 700          */
 701         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 702                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 703
 704         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 705                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 706         else
 707                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 708
 709         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 710         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 711         crit_exit();
 712         return(EJUSTRETURN);
 713 }
 714
 715 /*
 716  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
 717  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
 718  * already been pushed on the stack.
 719  */
 720 struct upc_frame {
 721         register_t      rax;
 722         register_t      rcx;
 723         register_t      rdx;
 724         register_t      flags;
 725         register_t      oldip;
 726 };
 727
 728 void
 729 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 730 {
 731         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 732         struct trapframe *regs;
 733         struct upcall upcall;
 734         struct upc_frame upc_frame;
 735         int     crit_count = 0;
 736
 737         /*
 738          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 739          * context, switch back to the virtual kernel context before
 740          * trying to post the signal.
 741          */
 742         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 743                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 744                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 745         }
 746
 747         /*
 748          * Get the upcall data structure
 749          */
 750         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 751             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 752         ) {
 753                 vu->vu_pending = 0;
 754                 kprintf("bad upcall address\n");
 755                 return;
 756         }
 757
 758         /*
 759          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 760          * section count, mark the data structure as pending and return
 761          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 762          */
 763         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 764                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 765                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 766                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 767                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 768                 }
 769                 return;
 770         }
 771
 772         /*
 773          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 774          *
 775          * Bump our critical section count and set or clear the
 776          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 777          * pending.  The user will be responsible for calling
 778          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 779          */
 780         vu->vu_pending = 0;
 781         upcall.upc_pending = morepending;
 782         ++crit_count;
 783         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 784                 sizeof(upcall.upc_pending));
 785         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 786                 sizeof(int));
 787
 788         /*
 789          * Construct a stack frame and issue the upcall
 790          */
 791         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 792         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
 793         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
 794         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
 795         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
 796         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
 797         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
 798             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 799                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 800         } else {
 801                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 802                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 803                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 804                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 805                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
 806         }
 807 }
 808
 809 /*
 810  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 811  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 812  * being overwritten by the syscall return value.
 813  *
 814  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 815  * and the function pointer in %eax.
 816  */
 817 int
 818 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 819 {
 820         struct upc_frame upc_frame;
 821         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 822         struct trapframe *regs;
 823         int error;
 824         struct upcall upcall;
 825         int crit_count;
 826
 827         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 828
 829         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 830         if (error == 0) {
 831             if (vu) {
 832                 /*
 833                  * This jumps us to the next ready context.
 834                  */
 835                 vu->vu_pending = 0;
 836                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 837                 crit_count = 0;
 838                 if (error == 0)
 839                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 840                 ++crit_count;
 841                 if (error == 0)
 842                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 843                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 844                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 845                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 846                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 847                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
 848             } else {
 849                 /*
 850                  * This returns us to the originally interrupted code.
 851                  */
 852                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 853                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
 854                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
 855                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
 856                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 857                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 858                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
 859                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 860             }
 861         }
 862         if (error == 0)
 863                 error = EJUSTRETURN;
 864         return(error);
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Machine dependent boot() routine
 869  *
 870  * I haven't seen anything to put here yet
 871  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 872  */
 873 void
 874 cpu_boot(int howto)
 875 {
 876 }
 877
 878 /*
 879  * Shutdown the CPU as much as possible
 880  */
 881 void
 882 cpu_halt(void)
 883 {
 884         for (;;)
 885                 __asm__ __volatile("hlt");
 886 }
 887
 888 /*
 889  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 890  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 891  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 892  *
 893  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 894  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 895  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 896  * critical section.
 897  *
 898  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 899  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
 900  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
 901  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 902  *
 903  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 904  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 905  */
 906 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 907 static int      cpu_idle_hltcnt;
 908 static int      cpu_idle_spincnt;
 909 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 910     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 911 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 912     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 913 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 914     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 915
 916 static void
 917 cpu_idle_default_hook(void)
 918 {
 919         /*
 920          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 921          * following the sti.
 922          */
 923         __asm __volatile("sti; hlt");
 924 }
 925
 926 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 927 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 928
 929 void
 930 cpu_idle(void)
 931 {
 932         struct thread *td = curthread;
 933
 934         crit_exit();
 935         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 936         for (;;) {
 937                 /*
 938                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 939                  */
 940                 lwkt_switch();
 941
 942                 /*
 943                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
 944                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
 945                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
 946                  */
 947                 if (cpu_idle_hlt &&
 948                     (td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 949                         __asm __volatile("cli");
 950                         splz();
 951                         if ((td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 952                                 if (cpu_idle_hlt == 1)
 953                                         cpu_idle_default_hook();
 954                                 else
 955                                         cpu_idle_hook();
 956                         }
 957                         __asm __volatile("sti");
 958                         ++cpu_idle_hltcnt;
 959                 } else {
 960                         splz();
 961                         __asm __volatile("sti");
 962                         ++cpu_idle_spincnt;
 963                 }
 964         }
 965 }
 966
 967 #ifdef SMP
 968
 969 /*
 970  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 971  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 972  * we let it spin.
 973  */
 974 void
 975 cpu_spinlock_contested(void)
 976 {
 977         cpu_pause();
 978 }
 979
 980 #endif
 981
 982 /*
 983  * Clear registers on exec
 984  */
 985 void
 986 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 987 {
 988         struct thread *td = curthread;
 989         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 990         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 991         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 992
 993         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 994         user_ldt_free(pcb);
 995
 996         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 997         regs->tf_rip = entry;
 998         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
 999         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1000         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1001         regs->tf_ss = _udatasel;
1002         regs->tf_cs = _ucodesel;
1003         regs->tf_rbx = ps_strings;
1004
1005         /*
1006          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1007          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1008          */
1009         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1010                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1011                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1012                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1013                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1014                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1015                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1016                 if (pcb == td->td_pcb) {
1017                         /*
1018                          * Clear the debug registers on the running
1019                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1020                          * the next process we switch to.
1021                          */
1022                         reset_dbregs();
1023                 }
1024                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1025         }
1026
1027         /*
1028          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1029          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1030          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1031          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1032          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1033          */
1034         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1035
1036         /*
1037          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1038          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1039          *       may panic in npxdna().
1040          */
1041         crit_enter();
1042         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1043
1044         /*
1045          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1046          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1047          *       code knows what the current MSR values are.
1048          */
1049         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1050         pcb->pcb_gsbase = 0;
1051         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1052         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1053         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1054         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1055
1056         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1057         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1058         crit_exit();
1059
1060         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1061         pcb->pcb_es = _udatasel;
1062         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1063         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1064 }
1065
1066 void
1067 cpu_setregs(void)
1068 {
1069         register_t cr0;
1070
1071         cr0 = rcr0();
1072         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1073         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1074         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1075         load_cr0(cr0);
1076         load_gs(_udatasel);
1077 }
1078
1079 static int
1080 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1081 {
1082         int error;
1083         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1084                 req);
1085         if (!error && req->newptr)
1086                 resettodr();
1087         return (error);
1088 }
1089
1090 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1091         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1092
1093 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1094         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1095
1096 #if JG
1097 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1098         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1099 #endif
1100
1101 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1102         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1103
1104 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1105 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1106         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1107
1108 /*
1109  * Initialize 386 and configure to run kernel
1110  */
1111
1112 /*
1113  * Initialize segments & interrupt table
1114  */
1115
1116 int _default_ldt;
1117 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1118 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1119 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1120 #if JG
1121 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1122 #endif
1123
1124 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1125 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1126
1127 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1128 extern int has_f00f_bug;
1129 #endif
1130
1131 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1132 void *proc0paddr;
1133 /* JG alignment? */
1134 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1135
1136
1137 /* software prototypes -- in more palatable form */
1138 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1139 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1140 {       0x0,                    /* segment base address  */
1141         0x0,                    /* length */
1142         0,                      /* segment type */
1143         0,                      /* segment descriptor priority level */
1144         0,                      /* segment descriptor present */
1145         0,                      /* long */
1146         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1147         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1148 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1149 {       0x0,                    /* segment base address  */
1150         0xfffff,                /* length - all address space */
1151         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1152         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1153         1,                      /* segment descriptor present */
1154         1,                      /* long */
1155         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1156         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1157 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1158 {       0x0,                    /* segment base address  */
1159         0xfffff,                /* length - all address space */
1160         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1161         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1162         1,                      /* segment descriptor present */
1163         1,                      /* long */
1164         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1165         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1166 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1167 {       0x0,                    /* segment base address  */
1168         0xfffff,                /* length - all address space */
1169         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1170         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1171         1,                      /* segment descriptor present */
1172         0,                      /* long */
1173         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1174         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1175 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1176 {       0x0,                    /* segment base address  */
1177         0xfffff,                /* length - all address space */
1178         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1179         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1180         1,                      /* segment descriptor present */
1181         0,                      /* long */
1182         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1183         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1184 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1185 {       0x0,                    /* segment base address  */
1186         0xfffff,                /* length - all address space */
1187         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1188         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1189         1,                      /* segment descriptor present */
1190         1,                      /* long */
1191         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1192         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1193 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1194 {
1195         0x0,                    /* segment base address */
1196         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1197         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1198         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1199         1,                      /* segment descriptor present */
1200         0,                      /* long */
1201         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1202         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1203 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1204 {       0x0,                    /* segment base address  */
1205         0x0,                    /* length */
1206         0,                      /* segment type */
1207         0,                      /* segment descriptor priority level */
1208         0,                      /* segment descriptor present */
1209         0,                      /* long */
1210         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1211         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1212 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1213 {       0x0,                    /* segment base address  */
1214         0xfffff,                /* length - all address space */
1215         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1216         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1217         1,                      /* segment descriptor present */
1218         0,                      /* long */
1219         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1220         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1221 };
1222
1223 void
1224 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1225 {
1226         struct gate_descriptor *ip;
1227
1228         ip = idt + idx;
1229         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1230         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1231         ip->gd_ist = ist;
1232         ip->gd_xx = 0;
1233         ip->gd_type = typ;
1234         ip->gd_dpl = dpl;
1235         ip->gd_p = 1;
1236         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1237 }
1238
1239 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1240
1241 extern inthand_t
1242         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1243         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1244         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1245         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1246         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1247         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1248
1249 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1250 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1251 #endif
1252
1253 void
1254 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1255 {
1256         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1257         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1258         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1259         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1260         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1261         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1262         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1263 }
1264
1265 void
1266 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1267 {
1268
1269         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1270         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1271         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1272         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1273         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1274         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1275         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1276         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1277         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1278         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1279 }
1280
1281 void
1282 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1283     struct system_segment_descriptor *sd)
1284 {
1285
1286         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1287         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1288         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1289         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1290         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1291         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1292         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1293         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1294 }
1295
1296 u_int basemem;
1297
1298 /*
1299  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1300  * available physical memory in the system, then test this memory and
1301  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1302  *
1303  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1304  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1305  *
1306  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1307  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1308  *
1309  * XXX first should be vm_paddr_t.
1310  */
1311 static void
1312 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1313 {
1314         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1315         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1316         u_long physmem_tunable;
1317         pt_entry_t *pte;
1318         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1319         u_int32_t smapsize;
1320         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1321
1322         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1323         basemem = 0;
1324         physmap_idx = 0;
1325
1326         /*
1327          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1328          *
1329          * subr_module.c says:
1330          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1331          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1332          */
1333         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1334             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1335         if (smapbase == NULL)
1336                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1337
1338         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1339         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1340
1341         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1342                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1343                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1344                             smap->type, smap->base, smap->length);
1345
1346                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1347                         continue;
1348
1349                 if (smap->length == 0)
1350                         continue;
1351
1352                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1353                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1354                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1355                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1356                                                 "memory region, ignoring "
1357                                                 "second region\n");
1358                                 }
1359                                 continue;
1360                         }
1361                 }
1362                 Realmem += smap->length;
1363
1364                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1365                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1366                         continue;
1367                 }
1368
1369                 physmap_idx += 2;
1370                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1371                         kprintf("Too many segments in the physical "
1372                                 "address map, giving up\n");
1373                         break;
1374                 }
1375                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1376                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1377         }
1378
1379         /*
1380          * Find the 'base memory' segment for SMP
1381          */
1382         basemem = 0;
1383         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1384                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1385                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1386                         break;
1387                 }
1388         }
1389         if (basemem == 0)
1390                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1391
1392 #ifdef SMP
1393         /* make hole for AP bootstrap code */
1394         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1395
1396         /* Save EBDA address, if any */
1397         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1398         ebda_addr <<= 4;
1399 #endif
1400
1401         /*
1402          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1403          * highest page of the physical address space.  It should be
1404          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1405          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1406          */
1407         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1408
1409 #ifdef MAXMEM
1410         Maxmem = MAXMEM / 4;
1411 #endif
1412
1413         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1414                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1415
1416         /*
1417          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1418          * in the system.
1419          */
1420         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1421                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1422
1423         /*
1424          *
1425          */
1426         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1427                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1428                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1429         }
1430
1431         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1432             (boothowto & RB_VERBOSE))
1433                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1434
1435         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1436         pmap_bootstrap(&first);
1437
1438         /*
1439          * Size up each available chunk of physical memory.
1440          */
1441         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1442         pa_indx = 0;
1443         da_indx = 1;
1444         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1445         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1446         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1447         pte = CMAP1;
1448
1449         /*
1450          * Get dcons buffer address
1451          */
1452         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1453             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1454                 dcons_addr = 0;
1455
1456         /*
1457          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1458          * round up the start address and round down the end address.
1459          */
1460         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1461                 vm_paddr_t end;
1462
1463                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1464                 if (physmap[i + 1] < end)
1465                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1466                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1467                         int tmp, page_bad, full;
1468                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1469
1470                         full = FALSE;
1471                         /*
1472                          * block out kernel memory as not available.
1473                          */
1474                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1475                                 goto do_dump_avail;
1476
1477                         /*
1478                          * block out dcons buffer
1479                          */
1480                         if (dcons_addr > 0
1481                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1482                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1483                                 goto do_dump_avail;
1484
1485                         page_bad = FALSE;
1486
1487                         /*
1488                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1489                          */
1490                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1491                         cpu_invltlb();
1492
1493                         tmp = *(int *)ptr;
1494                         /*
1495                          * Test for alternating 1's and 0's
1496                          */
1497                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1498                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1499                                 page_bad = TRUE;
1500                         /*
1501                          * Test for alternating 0's and 1's
1502                          */
1503                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1504                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1505                                 page_bad = TRUE;
1506                         /*
1507                          * Test for all 1's
1508                          */
1509                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1510                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1511                                 page_bad = TRUE;
1512                         /*
1513                          * Test for all 0's
1514                          */
1515                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1516                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1517                                 page_bad = TRUE;
1518                         /*
1519                          * Restore original value.
1520                          */
1521                         *(int *)ptr = tmp;
1522
1523                         /*
1524                          * Adjust array of valid/good pages.
1525                          */
1526                         if (page_bad == TRUE)
1527                                 continue;
1528                         /*
1529                          * If this good page is a continuation of the
1530                          * previous set of good pages, then just increase
1531                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1532                          * Note that "end" points one higher than end,
1533                          * making the range >= start and < end.
1534                          * If we're also doing a speculative memory
1535                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1536                          * so that we keep going. The first bad page
1537                          * will terminate the loop.
1538                          */
1539                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1540                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1541                         } else {
1542                                 pa_indx++;
1543                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1544                                         kprintf(
1545                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1546                                         pa_indx--;
1547                                         full = TRUE;
1548                                         goto do_dump_avail;
1549                                 }
1550                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1551                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1552                         }
1553                         physmem++;
1554 do_dump_avail:
1555                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1556                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1557                         } else {
1558                                 da_indx++;
1559                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1560                                         da_indx--;
1561                                         goto do_next;
1562                                 }
1563                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1564                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1565                         }
1566 do_next:
1567                         if (full)
1568                                 break;
1569                 }
1570         }
1571         *pte = 0;
1572         cpu_invltlb();
1573
1574         /*
1575          * XXX
1576          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1577          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1578          * calculation, etc.).
1579          */
1580         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1581             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1582                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1583                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1584                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1585         }
1586
1587         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1588
1589         /* Trim off space for the message buffer. */
1590         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1591
1592         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1593
1594         /* Map the message buffer. */
1595         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1596                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1597                     off);
1598 }
1599
1600 #ifdef SMP
1601 #ifdef APIC_IO
1602 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1603 #else
1604 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1605 #endif
1606 TUNABLE_INT("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1607 extern struct machintr_abi MachIntrABI_APIC;
1608 #endif
1609
1610 extern struct machintr_abi MachIntrABI_ICU;
1611 struct machintr_abi MachIntrABI;
1612
1613 /*
1614  * IDT VECTORS:
1615  *      0       Divide by zero
1616  *      1       Debug
1617  *      2       NMI
1618  *      3       BreakPoint
1619  *      4       OverFlow
1620  *      5       Bound-Range
1621  *      6       Invalid OpCode
1622  *      7       Device Not Available (x87)
1623  *      8       Double-Fault
1624  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1625  *      10      Invalid-TSS
1626  *      11      Segment not present
1627  *      12      Stack
1628  *      13      General Protection
1629  *      14      Page Fault
1630  *      15      Reserved
1631  *      16      x87 FP Exception pending
1632  *      17      Alignment Check
1633  *      18      Machine Check
1634  *      19      SIMD floating point
1635  *      20-31   reserved
1636  *      32-255  INTn/external sources
1637  */
1638 u_int64_t
1639 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1640 {
1641         caddr_t kmdp;
1642         int gsel_tss, x;
1643 #if JG
1644         int metadata_missing, off;
1645 #endif
1646         struct mdglobaldata *gd;
1647         u_int64_t msr;
1648
1649         /*
1650          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1651          */
1652         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1653         bzero(gd, sizeof(*gd));
1654
1655         /*
1656          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1657          * early in the boot sequence because the system assumes
1658          * that 'curthread' is never NULL.
1659          */
1660
1661         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1662         thread0.td_gd = &gd->mi;
1663
1664         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1665
1666 #if JG
1667         metadata_missing = 0;
1668         if (bootinfo.bi_modulep) {
1669                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1670                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1671         } else {
1672                 metadata_missing = 1;
1673         }
1674         if (bootinfo.bi_envp)
1675                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1676 #endif
1677
1678         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1679         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1680         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1681         if (kmdp == NULL)
1682                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1683         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1684         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1685 #ifdef DDB
1686         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1687         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1688 #endif
1689
1690         /*
1691          * Setup MachIntrABI
1692          * XXX: Where is the correct place for it?
1693          */
1694         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1695 #ifdef SMP
1696         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1697         if (apic_io_enable)
1698                 MachIntrABI = MachIntrABI_APIC;
1699 #endif
1700
1701         /*
1702          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1703          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1704          */
1705         ncpus = 1;
1706         ncpus2 = 1;
1707         ncpus_fit = 1;
1708         /* Init basic tunables, hz etc */
1709         init_param1();
1710
1711         /*
1712          * make gdt memory segments
1713          */
1714         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1715                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1716
1717         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1718
1719         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1720                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1721                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1722         }
1723         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1724             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1725
1726         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1727         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1728         lgdt(&r_gdt);
1729
1730         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1731         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1732         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1733
1734         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1735         cpu_gdinit(gd, 0);
1736         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1737         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1738         safepri = TDPRI_MAX;
1739
1740         /* spinlocks and the BGL */
1741         init_locks();
1742
1743         /* exceptions */
1744         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1745                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1749         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1750         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1753         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1754         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1755         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1756         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1757         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1758         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1759         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1760         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1761         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1762         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1763         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1764         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1765
1766         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1767         r_idt.rd_base = (long) idt;
1768         lidt(&r_idt);
1769
1770         /*
1771          * Initialize the console before we print anything out.
1772          */
1773         cninit();
1774
1775 #if JG
1776         if (metadata_missing)
1777                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1778 #endif
1779
1780 #if     NISA >0
1781         isa_defaultirq();
1782 #endif
1783         rand_initialize();
1784
1785 #ifdef DDB
1786         kdb_init();
1787         if (boothowto & RB_KDB)
1788                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1789 #endif
1790
1791 #if JG
1792         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1793         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1794         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1795 #endif
1796         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1797         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1798
1799         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1800         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1801                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1802                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1803         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1804         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1805
1806         /* double fault stack */
1807         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1808                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1809                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1810
1811         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1812         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1813
1814         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1815         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1816         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1817         ltr(gsel_tss);
1818
1819         /* Set up the fast syscall stuff */
1820         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1821         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1822         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1823         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1824         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1825               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1826         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1827         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1828
1829         getmemsize(kmdp, physfree);
1830         init_param2(physmem);
1831
1832         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1833
1834         /* Map the message buffer. */
1835 #if JG
1836         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1837                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1838 #endif
1839
1840         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1841
1842
1843         /* transfer to user mode */
1844
1845         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1846         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1847         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1848
1849         load_ds(_udatasel);
1850         load_es(_udatasel);
1851         load_fs(_udatasel);
1852
1853         /* setup proc 0's pcb */
1854         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1855         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1856         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1857         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1858
1859         /* Location of kernel stack for locore */
1860         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1865  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1866  * data space were allocated in locore.
1867  *
1868  * Note: the idlethread's cpl is 0
1869  *
1870  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1871  */
1872 void
1873 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1874 {
1875         if (cpu)
1876                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1877
1878         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
1879                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
1880                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
1881                         0, &gd->mi);
1882         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1883         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1884         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1885         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1886 }
1887
1888 int
1889 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1890 {
1891         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1892             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1893                 return (TRUE);
1894         }
1895         return (FALSE);
1896 }
1897
1898 struct globaldata *
1899 globaldata_find(int cpu)
1900 {
1901         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1902         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1903 }
1904
1905 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1906 static void f00f_hack(void *unused);
1907 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1908
1909 static void
1910 f00f_hack(void *unused)
1911 {
1912         struct gate_descriptor *new_idt;
1913         vm_offset_t tmp;
1914
1915         if (!has_f00f_bug)
1916                 return;
1917
1918         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1919
1920         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1921
1922         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1923         if (tmp == 0)
1924                 panic("kmem_alloc returned 0");
1925         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1926                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1927         /* Put the first seven entries in the lower page */
1928         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1929         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1930         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1931         lidt(&r_idt);
1932         idt = new_idt;
1933         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1934                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1935                 panic("vm_map_protect failed");
1936         return;
1937 }
1938 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1939
1940 int
1941 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1942 {
1943         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1944         return (0);
1945 }
1946
1947 int
1948 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1949 {
1950         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1951         return (0);
1952 }
1953
1954 int
1955 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1956 {
1957         struct trapframe *tp;
1958
1959         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1960         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1961         return (0);
1962 }
1963
1964 int
1965 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1966 {
1967         struct trapframe *tp;
1968
1969         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1970         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1971             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1972                 return (EINVAL);
1973         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1974         return (0);
1975 }
1976
1977 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1978 static void
1979 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1980 {
1981         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1982         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1983         int i;
1984
1985         /* FPU control/status */
1986         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1987         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1988         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1989         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1990         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1991         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1992         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1993         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1994
1995         /* FPU registers */
1996         for (i = 0; i < 8; ++i)
1997                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1998
1999         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2000 }
2001
2002 static void
2003 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2004 {
2005         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2006         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2007         int i;
2008
2009         /* FPU control/status */
2010         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2011         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2012         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2013         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2014         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2015         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2016         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2017         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2018
2019         /* FPU registers */
2020         for (i = 0; i < 8; ++i)
2021                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2022
2023         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2024 }
2025 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2026
2027 int
2028 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2029 {
2030 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2031         if (cpu_fxsr) {
2032                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2033                                 (struct save87 *)fpregs);
2034                 return (0);
2035         }
2036 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2037         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2038         return (0);
2039 }
2040
2041 int
2042 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2043 {
2044 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2045         if (cpu_fxsr) {
2046                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2047                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2048                 return (0);
2049         }
2050 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2051         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2052         return (0);
2053 }
2054
2055 int
2056 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2057 {
2058         if (lp == NULL) {
2059                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2060                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2061                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2062                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2063                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2064                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2065                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2066                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2067         } else {
2068                 struct pcb *pcb;
2069
2070                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2071                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2072                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2073                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2074                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2075                 dbregs->dr[4] = 0;
2076                 dbregs->dr[5] = 0;
2077                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2078                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2079         }
2080         return (0);
2081 }
2082
2083 int
2084 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2085 {
2086         if (lp == NULL) {
2087                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2088                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2089                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2090                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2091                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2092                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2093                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2094                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2095         } else {
2096                 struct pcb *pcb;
2097                 struct ucred *ucred;
2098                 int i;
2099                 uint64_t mask1, mask2;
2100
2101                 /*
2102                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2103                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2104                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2105                  * TRCTRAP.
2106                  */
2107                 /* JG this loop looks unreadable */
2108                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2109                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2110                  */
2111                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2112                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2113                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2114                  * carried to decide if it is safe and useful to
2115                  * provide access to that capability
2116                  */
2117                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2118                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2119                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2120                                 return (EINVAL);
2121
2122                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2123                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2124
2125                 /*
2126                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2127                  * process's address space.  If a process could do this, it
2128                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2129                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2130                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2131                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2132                  * uid 0.
2133                  *
2134                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2135                  * address space is written into from within the kernel
2136                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2137                  * from within kernel mode?
2138                  */
2139
2140                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2141                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2142                                 /* dr0 is enabled */
2143                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2144                                         return (EINVAL);
2145                         }
2146
2147                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2148                                 /* dr1 is enabled */
2149                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2150                                         return (EINVAL);
2151                         }
2152
2153                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2154                                 /* dr2 is enabled */
2155                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2156                                         return (EINVAL);
2157                         }
2158
2159                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2160                                 /* dr3 is enabled */
2161                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2162                                         return (EINVAL);
2163                         }
2164                 }
2165
2166                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2167                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2168                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2169                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2170                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2171                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2172
2173                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2174         }
2175
2176         return (0);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2181  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2182  */
2183 int
2184 user_dbreg_trap(void)
2185 {
2186         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2187         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2188         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2189         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2190         int i;
2191
2192         dr7 = rdr7();
2193         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2194                 /*
2195                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2196                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2197                  * hardware debug registers
2198                  */
2199                 return 0;
2200         }
2201
2202         nbp = 0;
2203         dr6 = rdr6();
2204         bp = dr6 & 0xf;
2205
2206         if (bp == 0) {
2207                 /*
2208                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2209                  * trap was not caused by any of the debug registers
2210                  */
2211                 return 0;
2212         }
2213
2214         /*
2215          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2216          * which ones and if any of them are user space addresses
2217          */
2218
2219         if (bp & 0x01) {
2220                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2221         }
2222         if (bp & 0x02) {
2223                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2224         }
2225         if (bp & 0x04) {
2226                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2227         }
2228         if (bp & 0x08) {
2229                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2230         }
2231
2232         for (i=0; i<nbp; i++) {
2233                 if (addr[i] <
2234                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2235                         /*
2236                          * addr[i] is in user space
2237                          */
2238                         return nbp;
2239                 }
2240         }
2241
2242         /*
2243          * None of the breakpoints are in user space.
2244          */
2245         return 0;
2246 }
2247
2248
2249 #ifndef DDB
2250 void
2251 Debugger(const char *msg)
2252 {
2253         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2254 }
2255 #endif /* no DDB */
2256
2257 #ifdef DDB
2258
2259 /*
2260  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2261  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2262  * called inside DDB.
2263  *
2264  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2265  */
2266
2267 #undef inb
2268 #undef outb
2269
2270 /* silence compiler warnings */
2271 u_char inb(u_int);
2272 void outb(u_int, u_char);
2273
2274 u_char
2275 inb(u_int port)
2276 {
2277         u_char  data;
2278         /*
2279          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2280          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2281          * if we tell it to load (u_short) port.
2282          */
2283         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2284         return (data);
2285 }
2286
2287 void
2288 outb(u_int port, u_char data)
2289 {
2290         u_char  al;
2291         /*
2292          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2293          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2294          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2295          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2296          */
2297         al = data;
2298         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2299 }
2300
2301 #endif /* DDB */
2302
2303
2304
2305 #include "opt_cpu.h"
2306
2307
2308 /*
2309  * initialize all the SMP locks
2310  */
2311
2312 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2313 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2314
2315 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2316 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2317
2318 /* critical region around INTR() routines */
2319 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2320
2321 /* lock region used by kernel profiling */
2322 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2323
2324 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2325 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2326
2327 /* lock regions around the clock hardware */
2328 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2329
2330 static void
2331 init_locks(void)
2332 {
2333 #ifdef SMP
2334         /*
2335          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2336          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2337          */
2338         cpu_get_initial_mplock();
2339 #endif
2340         /* DEPRECATED */
2341         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2342         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2343         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2344         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2345         spin_lock_init(&com_spinlock);
2346         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2347
2348         /* our token pool needs to work early */
2349         lwkt_token_pool_init();
2350 }
2351