Merge branch 'vendor/OPENSSL'
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 #include "use_ether.h"
44 //#include "use_npx.h"
45 #include "use_isa.h"
46 #include "opt_atalk.h"
47 #include "opt_compat.h"
48 #include "opt_cpu.h"
49 #include "opt_ddb.h"
50 #include "opt_directio.h"
51 #include "opt_inet.h"
52 #include "opt_ipx.h"
53 #include "opt_msgbuf.h"
54 #include "opt_swap.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
89 #include <sys/user.h>
90 #include <sys/exec.h>
91 #include <sys/cons.h>
92
93 #include <ddb/ddb.h>
94
95 #include <machine/cpu.h>
96 #include <machine/clock.h>
97 #include <machine/specialreg.h>
98 #if JG
99 #include <machine/bootinfo.h>
100 #endif
101 #include <machine/md_var.h>
102 #include <machine/metadata.h>
103 #include <machine/pc/bios.h>
104 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
105 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
106 #include <machine/smp.h>
107 #ifdef PERFMON
108 #include <machine/perfmon.h>
109 #endif
110 #include <machine/cputypes.h>
111
112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
113 #include <bus/isa/isa_device.h>
114 #endif
115 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
116 #include <bus/isa/rtc.h>
117 #include <sys/random.h>
118 #include <sys/ptrace.h>
119 #include <machine/sigframe.h>
120
121 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
122
123 extern void init386(int first);
124 extern void dblfault_handler(void);
125 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
126
127 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
128 extern void identify_cpu(void);
129 #if JG
130 extern void finishidentcpu(void);
131 #endif
132 extern void panicifcpuunsupported(void);
133
134 static void cpu_startup(void *);
135 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
136 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
137 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
138 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
139 #ifdef DIRECTIO
140 extern void ffs_rawread_setup(void);
141 #endif /* DIRECTIO */
142 static void init_locks(void);
143
144 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
145
146 #ifdef DDB
147 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
148 #endif
149
150 uint64_t KPTphys;
151 uint64_t SMPptpa;
152 pt_entry_t *SMPpt;
153
154
155 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
156
157 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
158 u_long  atdevbase;
159 #ifdef SMP
160 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
161 #else
162 int64_t tsc_offsets[1];
163 #endif
164
165 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
166 extern int swtch_optim_stats;
167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
168         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
170         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
171 #endif
172
173 int physmem = 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 = 0;
208
209 /*
210  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
211  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
212  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
213  * PHYSSEG entries.
214  */
215 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
216
217 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
218 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
219
220 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
221 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
222 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
223
224 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
225 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
226 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
227 static struct trapframe proc0_tf;
228
229 static void
230 cpu_startup(void *dummy)
231 {
232         caddr_t v;
233         vm_size_t size = 0;
234         vm_offset_t firstaddr;
235
236         if (boothowto & RB_VERBOSE)
237                 bootverbose++;
238
239         /*
240          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
241          */
242         kprintf("%s", version);
243         startrtclock();
244         printcpuinfo();
245         panicifcpuunsupported();
246 #ifdef PERFMON
247         perfmon_init();
248 #endif
249         kprintf("real memory  = %ju (%juK bytes)\n",
250                 (intmax_t)ptoa(Maxmem),
251                 (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 1024);
252         /*
253          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
254          */
255         if (bootverbose) {
256                 int indx;
257
258                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
259                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
260                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
261
262                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
263                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
264                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
265                                 (intmax_t)size1,
266                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
267                 }
268         }
269
270         /*
271          * Allocate space for system data structures.
272          * The first available kernel virtual address is in "v".
273          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
274          * As pages of memory are allocated and cleared,
275          * "firstaddr" is incremented.
276          * An index into the kernel page table corresponding to the
277          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
278          */
279
280         /*
281          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
282          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
283          * addresses to the various data structures.
284          */
285         firstaddr = 0;
286 again:
287         v = (caddr_t)firstaddr;
288
289 #define valloc(name, type, num) \
290             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
291 #define valloclim(name, type, num, lim) \
292             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
293
294         /*
295          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
296          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
297          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
298          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
299          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
300          * maxbcache bytes.
301          *
302          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
303          */
304         if (nbuf == 0) {
305                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
306                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
307
308                 nbuf = 50;
309                 if (kbytes > 4096)
310                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
311                 if (kbytes > 65536)
312                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
313                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
314                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
315         }
316
317         /*
318          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
319          * kernel_map.
320          */
321         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
322                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
323                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
324         }
325
326         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
327 #ifdef NSWBUF_MIN
328         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
329                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
330 #endif
331 #ifdef DIRECTIO
332         ffs_rawread_setup();
333 #endif
334
335         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
336         valloc(buf, struct buf, nbuf);
337
338         /*
339          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
340          */
341         if (firstaddr == 0) {
342                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
343                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
344                 if (firstaddr == 0)
345                         panic("startup: no room for tables");
346                 goto again;
347         }
348
349         /*
350          * End of second pass, addresses have been assigned
351          */
352         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
353                 panic("startup: table size inconsistency");
354
355         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
356                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
357         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
358                       (nbuf*BKVASIZE));
359         buffer_map.system_map = 1;
360         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
361                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
362         pager_map.system_map = 1;
363
364 #if defined(USERCONFIG)
365         userconfig();
366         cninit();               /* the preferred console may have changed */
367 #endif
368
369         kprintf("avail memory = %lu (%luK bytes)\n",
370                 ptoa(vmstats.v_free_count),
371                 ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024);
372
373         /*
374          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
375          */
376         bufinit();
377         vm_pager_bufferinit();
378
379 #ifdef SMP
380         /*
381          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
382          */
383         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
384         mp_announce();
385 #endif  /* SMP */
386         cpu_setregs();
387 }
388
389 /*
390  * Send an interrupt to process.
391  *
392  * Stack is set up to allow sigcode stored
393  * at top to call routine, followed by kcall
394  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
395  * resets the signal mask, the stack, and the
396  * frame pointer, it returns to the user
397  * specified pc, psl.
398  */
399 void
400 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
401 {
402         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
403         struct proc *p = lp->lwp_proc;
404         struct trapframe *regs;
405         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
406         struct sigframe sf, *sfp;
407         int oonstack;
408         char *sp;
409
410         regs = lp->lwp_md.md_regs;
411         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
412
413         /* Save user context */
414         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
415         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
416         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
417         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
418         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
419         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
420
421         /* Make the size of the saved context visible to userland */
422         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
423
424         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
425         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
426                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
427
428         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
429         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
430             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
431                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
432                               sizeof(struct sigframe));
433                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
434         } else {
435                 /* We take red zone into account */
436                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
437         }
438
439         /* Align to 16 bytes */
440         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
441
442         /* Translate the signal is appropriate */
443         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
444                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
445                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
446         }
447
448         /*
449          * Build the argument list for the signal handler.
450          *
451          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
452          */
453         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
454         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
455
456         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
457                 /*
458                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
459                  *
460                  * action(signo, siginfo, ucontext)
461                  */
462                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
463                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
464                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
465
466                 /* fill siginfo structure */
467                 sf.sf_si.si_signo = sig;
468                 sf.sf_si.si_code = code;
469                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
470         } else {
471                 /*
472                  * Old FreeBSD-style arguments.
473                  *
474                  * handler (signo, code, [uc], addr)
475                  */
476                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
477                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
478                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
479         }
480
481         /*
482          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
483          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
484          * eflags.
485          */
486 #if JG
487         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
488                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
489                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
490
491                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
495
496                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
497                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
498                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
499                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
500
501                 /*
502                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
503                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
504                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
505                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
506                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
507                  */
508                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
509         }
510 #endif
511
512         /*
513          * Save the FPU state and reinit the FP unit
514          */
515         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
516
517         /*
518          * Copy the sigframe out to the user's stack.
519          */
520         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
521                 /*
522                  * Something is wrong with the stack pointer.
523                  * ...Kill the process.
524                  */
525                 sigexit(lp, SIGILL);
526         }
527
528         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
529         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
530
531         /*
532          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
533          * on function entry
534          */
535         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
536
537         /*
538          * 64 bit mode has a code and stack selector but
539          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
540          * stored in-context.
541          */
542         regs->tf_cs = _ucodesel;
543         regs->tf_ss = _udatasel;
544 }
545
546 /*
547  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
548  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
549  * issue.
550  *
551  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
552  * bad idea?
553  */
554 int
555 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
556 {
557         frame->tf_cs = _ucodesel;
558         frame->tf_ss = _udatasel;
559         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
560         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
561         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
562
563         return(0);
564 }
565
566 /*
567  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
568  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
569  */
570 int
571 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
572 {
573         return(0);
574 }
575
576 /*
577  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
578  *
579  * System call to cleanup state after a signal
580  * has been taken.  Reset signal mask and
581  * stack state from context left by sendsig (above).
582  * Return to previous pc and psl as specified by
583  * context left by sendsig. Check carefully to
584  * make sure that the user has not modified the
585  * state to gain improper privileges.
586  */
587 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
588 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
589
590 int
591 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
592 {
593         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
594         struct proc *p = lp->lwp_proc;
595         struct trapframe *regs;
596         ucontext_t uc;
597         ucontext_t *ucp;
598         register_t rflags;
599         int cs;
600         int error;
601
602         /*
603          * We have to copy the information into kernel space so userland
604          * can't modify it while we are sniffing it.
605          */
606         regs = lp->lwp_md.md_regs;
607         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
608         if (error)
609                 return (error);
610         ucp = &uc;
611         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
612
613         /* VM (8086) mode not supported */
614         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
615
616 #if JG
617         if (eflags & PSL_VM) {
618                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
619                 struct vm86_kernel *vm86;
620
621                 /*
622                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
623                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
624                  */
625                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
626                         return (EINVAL);
627                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
628                 if (vm86->vm86_inited == 0)
629                         return (EINVAL);
630
631                 /* go back to user mode if both flags are set */
632                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
633                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
634
635                 if (vm86->vm86_has_vme) {
636                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
637                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
638                 } else {
639                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
640                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
641                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
642                 }
643                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
644                 tf->tf_eflags = eflags;
645                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
646                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
647                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
648                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
649                 tf->tf_ds = _udatasel;
650                 tf->tf_es = _udatasel;
651                 tf->tf_fs = _udatasel;
652                 tf->tf_gs = _udatasel;
653         } else
654 #endif
655         {
656                 /*
657                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
658                  */
659                 /*
660                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
661                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
662                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
663                  * the signal context during signal handling and there is no
664                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
665                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
666                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
667                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
668                  */
669                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
670                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
671                         return(EINVAL);
672                 }
673
674                 /*
675                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
676                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
677                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
678                  */
679                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
680                 if (!CS_SECURE(cs)) {
681                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
682                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
683                         return(EINVAL);
684                 }
685                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
686         }
687
688         /*
689          * Restore the FPU state from the frame
690          */
691         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
692
693         /*
694          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
695          * semantics against system calls.
696          */
697         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
698                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
699
700         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
701                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
702         else
703                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
704
705         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
706         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
707         return(EJUSTRETURN);
708 }
709
710 /*
711  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
712  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
713  * already been pushed on the stack.
714  */
715 struct upc_frame {
716         register_t      rax;
717         register_t      rcx;
718         register_t      rdx;
719         register_t      flags;
720         register_t      oldip;
721 };
722
723 void
724 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
725 {
726         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
727         struct trapframe *regs;
728         struct upcall upcall;
729         struct upc_frame upc_frame;
730         int     crit_count = 0;
731
732         /*
733          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
734          * context, switch back to the virtual kernel context before
735          * trying to post the signal.
736          */
737         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
738                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
739                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
740         }
741
742         /*
743          * Get the upcall data structure
744          */
745         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
746             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
747         ) {
748                 vu->vu_pending = 0;
749                 kprintf("bad upcall address\n");
750                 return;
751         }
752
753         /*
754          * If the data structure is already marked pending or has a critical
755          * section count, mark the data structure as pending and return 
756          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
757          */
758         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
759                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
760                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
761                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
762                                 sizeof(upcall.upc_pending));
763                 }
764                 return;
765         }
766
767         /*
768          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
769          *
770          * Bump our critical section count and set or clear the
771          * user pending flag depending on whether more upcalls are
772          * pending.  The user will be responsible for calling 
773          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
774          */
775         vu->vu_pending = 0;
776         upcall.upc_pending = morepending;
777         crit_count += TDPRI_CRIT;
778         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
779                 sizeof(upcall.upc_pending));
780         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
781                 sizeof(int));
782
783         /*
784          * Construct a stack frame and issue the upcall
785          */
786         regs = lp->lwp_md.md_regs;
787         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
788         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
789         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
790         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
791         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
792         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
793             sizeof(upc_frame)) != 0) {
794                 kprintf("bad stack on upcall\n");
795         } else {
796                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
797                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
798                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
799                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
800                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
801         }
802 }
803
804 /*
805  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
806  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
807  * being overwritten by the syscall return value.
808  *
809  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
810  * and the function pointer in %eax.  
811  */
812 int
813 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
814 {
815         struct upc_frame upc_frame;
816         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
817         struct trapframe *regs;
818         int error;
819         struct upcall upcall;
820         int crit_count;
821
822         regs = lp->lwp_md.md_regs;
823
824         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
825         if (error == 0) {
826             if (vu) {
827                 /*
828                  * This jumps us to the next ready context.
829                  */
830                 vu->vu_pending = 0;
831                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
832                 crit_count = 0;
833                 if (error == 0)
834                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
835                 crit_count += TDPRI_CRIT;
836                 if (error == 0)
837                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
838                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
839                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
840                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
841                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
842                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
843             } else {
844                 /*
845                  * This returns us to the originally interrupted code.
846                  */
847                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
848                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
849                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
850                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
851                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
852                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
853                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
854                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
855             }
856         }
857         if (error == 0)
858                 error = EJUSTRETURN;
859         return(error);
860 }
861
862 /*
863  * Machine dependent boot() routine
864  *
865  * I haven't seen anything to put here yet
866  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
867  */
868 void
869 cpu_boot(int howto)
870 {
871 }
872
873 /*
874  * Shutdown the CPU as much as possible
875  */
876 void
877 cpu_halt(void)
878 {
879         for (;;)
880                 __asm__ __volatile("hlt");
881 }
882
883 /*
884  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
885  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
886  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
887  *
888  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
889  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
890  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
891  * critical section.
892  *
893  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
894  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
895  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
896  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
897  */
898 static int      cpu_idle_hlt = 1;
899 static int      cpu_idle_hltcnt;
900 static int      cpu_idle_spincnt;
901 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
902     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
903 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
904     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
905 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
906     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
907
908 static void
909 cpu_idle_default_hook(void)
910 {
911         /*
912          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
913          * following the sti.
914          */
915         __asm __volatile("sti; hlt");
916 }
917
918 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
919 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
920
921 void
922 cpu_idle(void)
923 {
924         struct thread *td = curthread;
925
926         crit_exit();
927         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
928         for (;;) {
929                 /*
930                  * See if there are any LWKTs ready to go.
931                  */
932                 lwkt_switch();
933
934                 /*
935                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
936                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
937                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
938                  */
939                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
940                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
941                         __asm __volatile("cli");
942                         splz();
943                         if (!lwkt_runnable())
944                             cpu_idle_hook();
945 #ifdef SMP
946                         else
947                             __asm __volatile("pause");
948 #endif
949                         ++cpu_idle_hltcnt;
950                 } else {
951                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
952                         splz();
953 #ifdef SMP
954                         __asm __volatile("sti; pause");
955 #else
956                         __asm __volatile("sti");
957 #endif
958                         ++cpu_idle_spincnt;
959                 }
960         }
961 }
962
963 /*
964  * This routine is called when the only runnable threads require
965  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
966  * we let the scheduler spin.
967  */
968 void
969 cpu_mplock_contested(void)
970 {
971         cpu_pause();
972 }
973
974 /*
975  * This routine is called if a spinlock has been held through the
976  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
977  * we let it spin.
978  */
979 void
980 cpu_spinlock_contested(void)
981 {
982         cpu_pause();
983 }
984
985 /*
986  * Clear registers on exec
987  */
988 void
989 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
990 {
991         struct thread *td = curthread;
992         struct lwp *lp = td->td_lwp;
993         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
994         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
995
996         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
997         user_ldt_free(pcb);
998   
999         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1000         regs->tf_rip = entry;
1001         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1002         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1003         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1004         regs->tf_ss = _udatasel;
1005         regs->tf_cs = _ucodesel;
1006         regs->tf_rbx = ps_strings;
1007
1008         /*
1009          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1010          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1011          */
1012         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1013                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1014                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1015                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1016                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1017                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1018                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1019                 if (pcb == td->td_pcb) {
1020                         /*
1021                          * Clear the debug registers on the running
1022                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1023                          * the next process we switch to.
1024                          */
1025                         reset_dbregs();
1026                 }
1027                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1028         }
1029
1030         /*
1031          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1032          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1033          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1034          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1035          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1036          */
1037         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1038
1039         /*
1040          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1041          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1042          *       may panic in npxdna().
1043          */
1044         crit_enter();
1045         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1046
1047         /*
1048          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1049          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1050          *       code knows what the current MSR values are.
1051          */
1052         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1053         pcb->pcb_gsbase = 0;
1054         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1055         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1056         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1057         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1058
1059         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1060         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1061         crit_exit();
1062
1063         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1064         pcb->pcb_es = _udatasel;
1065         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1066         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1067 }
1068
1069 void
1070 cpu_setregs(void)
1071 {
1072         register_t cr0;
1073
1074         cr0 = rcr0();
1075         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1076         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1077         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1078         load_cr0(cr0);
1079         load_gs(_udatasel);
1080 }
1081
1082 static int
1083 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1084 {
1085         int error;
1086         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1087                 req);
1088         if (!error && req->newptr)
1089                 resettodr();
1090         return (error);
1091 }
1092
1093 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1094         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1095
1096 #if JG
1097 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1098         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1099 #endif
1100
1101 #if JG
1102 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1103         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1104 #endif
1105
1106 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1107         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1108
1109 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1110 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1111         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1112
1113 /*
1114  * Initialize 386 and configure to run kernel
1115  */
1116
1117 /*
1118  * Initialize segments & interrupt table
1119  */
1120
1121 int _default_ldt;
1122 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1123 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1124 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1125 #if JG
1126 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1127 #endif
1128
1129 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1130 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1131
1132 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1133 extern int has_f00f_bug;
1134 #endif
1135
1136 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1137
1138 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1139 void *proc0paddr;
1140 /* JG alignment? */
1141 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1142
1143
1144 /* software prototypes -- in more palatable form */
1145 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1146 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1147 {       0x0,                    /* segment base address  */
1148         0x0,                    /* length */
1149         0,                      /* segment type */
1150         0,                      /* segment descriptor priority level */
1151         0,                      /* segment descriptor present */
1152         0,                      /* long */
1153         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1154         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1155 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1156 {       0x0,                    /* segment base address  */
1157         0xfffff,                /* length - all address space */
1158         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1159         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1160         1,                      /* segment descriptor present */
1161         1,                      /* long */
1162         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1163         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1164 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1165 {       0x0,                    /* segment base address  */
1166         0xfffff,                /* length - all address space */
1167         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1168         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1169         1,                      /* segment descriptor present */
1170         1,                      /* long */
1171         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1172         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1173 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1174 {       0x0,                    /* segment base address  */
1175         0xfffff,                /* length - all address space */
1176         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1177         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1178         1,                      /* segment descriptor present */
1179         0,                      /* long */
1180         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1181         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1182 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1183 {       0x0,                    /* segment base address  */
1184         0xfffff,                /* length - all address space */
1185         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1186         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1187         1,                      /* segment descriptor present */
1188         0,                      /* long */
1189         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1190         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1191 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1192 {       0x0,                    /* segment base address  */
1193         0xfffff,                /* length - all address space */
1194         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1195         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1196         1,                      /* segment descriptor present */
1197         1,                      /* long */
1198         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1199         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1200 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1201 {
1202         0x0,                    /* segment base address */
1203         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1204         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1205         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1206         1,                      /* segment descriptor present */
1207         0,                      /* long */
1208         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1209         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1210 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1211 {       0x0,                    /* segment base address  */
1212         0x0,                    /* length */
1213         0,                      /* segment type */
1214         0,                      /* segment descriptor priority level */
1215         0,                      /* segment descriptor present */
1216         0,                      /* long */
1217         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1218         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1219 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1220 {       0x0,                    /* segment base address  */
1221         0xfffff,                /* length - all address space */
1222         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1223         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1224         1,                      /* segment descriptor present */
1225         0,                      /* long */
1226         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1227         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1228 };
1229
1230 void
1231 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1232 {
1233         struct gate_descriptor *ip;
1234
1235         ip = idt + idx;
1236         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1237         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1238         ip->gd_ist = ist;
1239         ip->gd_xx = 0;
1240         ip->gd_type = typ;
1241         ip->gd_dpl = dpl;
1242         ip->gd_p = 1;
1243         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1244 }
1245
1246 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1247
1248 extern inthand_t
1249         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1250         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1251         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1252         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1253         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1254         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1255
1256 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1257 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1258 #endif
1259
1260 void
1261 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1262 {
1263         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1264         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1265         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1266         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1267         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1268         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1269         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1270 }
1271
1272 void
1273 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1274 {
1275
1276         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1277         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1278         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1279         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1280         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1281         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1282         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1283         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1284         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1285         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1286 }
1287
1288 void
1289 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1290     struct system_segment_descriptor *sd)
1291 {
1292
1293         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1294         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1295         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1296         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1297         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1298         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1299         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1300         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1301 }
1302
1303 u_int basemem;
1304
1305 /*
1306  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1307  * available physical memory in the system, then test this memory and
1308  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1309  *
1310  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1311  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1312  *
1313  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1314  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1315  *
1316  * XXX first should be vm_paddr_t.
1317  */
1318 static void
1319 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1320 {
1321         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1322         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1323         u_long physmem_tunable;
1324         pt_entry_t *pte;
1325         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1326         u_int32_t smapsize;
1327         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1328
1329         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1330         basemem = 0;
1331         physmap_idx = 0;
1332
1333         /*
1334          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1335          *
1336          * subr_module.c says:
1337          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1338          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1339          */
1340         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1341             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1342         if (smapbase == NULL)
1343                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1344
1345         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1346         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1347
1348         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1349                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1350                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1351                             smap->type, smap->base, smap->length);
1352
1353                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1354                         continue;
1355
1356                 if (smap->length == 0)
1357                         continue;
1358
1359                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1360                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1361                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1362                                         kprintf(
1363         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1364                                 continue;
1365                         }
1366                 }
1367
1368                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1369                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1370                         continue;
1371                 }
1372
1373                 physmap_idx += 2;
1374                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1375                         kprintf(
1376                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1377                         break;
1378                 }
1379                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1380                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Find the 'base memory' segment for SMP
1385          */
1386         basemem = 0;
1387         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1388                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1389                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1390                         break;
1391                 }
1392         }
1393         if (basemem == 0)
1394                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1395
1396 #ifdef SMP
1397         /* make hole for AP bootstrap code */
1398         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1399
1400         /* look for the MP hardware - needed for apic addresses */
1401         mp_probe();
1402 #endif
1403
1404         /*
1405          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1406          * highest page of the physical address space.  It should be
1407          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1408          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1409          */
1410         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1411
1412 #ifdef MAXMEM
1413         Maxmem = MAXMEM / 4;
1414 #endif
1415
1416         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1417                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1418
1419         /*
1420          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1421          * in the system.
1422          */
1423         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1424                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1425
1426         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1427             (boothowto & RB_VERBOSE))
1428                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1429
1430         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1431         pmap_bootstrap(&first);
1432
1433         /*
1434          * Size up each available chunk of physical memory.
1435          */
1436         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1437         pa_indx = 0;
1438         da_indx = 1;
1439         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1440         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1441         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1442         pte = CMAP1;
1443
1444         /*
1445          * Get dcons buffer address
1446          */
1447         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1448             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1449                 dcons_addr = 0;
1450
1451         /*
1452          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1453          * round up the start address and round down the end address.
1454          */
1455         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1456                 vm_paddr_t end;
1457
1458                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1459                 if (physmap[i + 1] < end)
1460                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1461                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1462                         int tmp, page_bad, full;
1463                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1464
1465                         full = FALSE;
1466                         /*
1467                          * block out kernel memory as not available.
1468                          */
1469                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1470                                 goto do_dump_avail;
1471
1472                         /*
1473                          * block out dcons buffer
1474                          */
1475                         if (dcons_addr > 0
1476                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1477                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1478                                 goto do_dump_avail;
1479
1480                         page_bad = FALSE;
1481
1482                         /*
1483                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1484                          */
1485                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1486                         cpu_invltlb();
1487
1488                         tmp = *(int *)ptr;
1489                         /*
1490                          * Test for alternating 1's and 0's
1491                          */
1492                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1493                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1494                                 page_bad = TRUE;
1495                         /*
1496                          * Test for alternating 0's and 1's
1497                          */
1498                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1499                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1500                                 page_bad = TRUE;
1501                         /*
1502                          * Test for all 1's
1503                          */
1504                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1505                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1506                                 page_bad = TRUE;
1507                         /*
1508                          * Test for all 0's
1509                          */
1510                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1511                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1512                                 page_bad = TRUE;
1513                         /*
1514                          * Restore original value.
1515                          */
1516                         *(int *)ptr = tmp;
1517
1518                         /*
1519                          * Adjust array of valid/good pages.
1520                          */
1521                         if (page_bad == TRUE)
1522                                 continue;
1523                         /*
1524                          * If this good page is a continuation of the
1525                          * previous set of good pages, then just increase
1526                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1527                          * Note that "end" points one higher than end,
1528                          * making the range >= start and < end.
1529                          * If we're also doing a speculative memory
1530                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1531                          * so that we keep going. The first bad page
1532                          * will terminate the loop.
1533                          */
1534                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1535                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1536                         } else {
1537                                 pa_indx++;
1538                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1539                                         kprintf(
1540                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1541                                         pa_indx--;
1542                                         full = TRUE;
1543                                         goto do_dump_avail;
1544                                 }
1545                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1546                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1547                         }
1548                         physmem++;
1549 do_dump_avail:
1550                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1551                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1552                         } else {
1553                                 da_indx++;
1554                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1555                                         da_indx--;
1556                                         goto do_next;
1557                                 }
1558                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1559                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1560                         }
1561 do_next:
1562                         if (full)
1563                                 break;
1564                 }
1565         }
1566         *pte = 0;
1567         cpu_invltlb();
1568
1569         /*
1570          * XXX
1571          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1572          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1573          * calculation, etc.).
1574          */
1575         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1576             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1577                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1578                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1579                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1580         }
1581
1582         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1583
1584         /* Trim off space for the message buffer. */
1585         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1586
1587         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1588
1589         /* Map the message buffer. */
1590         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1591                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1592                     off);
1593 }
1594
1595 /*
1596  * IDT VECTORS:
1597  *      0       Divide by zero
1598  *      1       Debug
1599  *      2       NMI
1600  *      3       BreakPoint
1601  *      4       OverFlow
1602  *      5       Bound-Range
1603  *      6       Invalid OpCode
1604  *      7       Device Not Available (x87)
1605  *      8       Double-Fault
1606  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1607  *      10      Invalid-TSS
1608  *      11      Segment not present
1609  *      12      Stack
1610  *      13      General Protection
1611  *      14      Page Fault
1612  *      15      Reserved
1613  *      16      x87 FP Exception pending
1614  *      17      Alignment Check
1615  *      18      Machine Check
1616  *      19      SIMD floating point
1617  *      20-31   reserved
1618  *      32-255  INTn/external sources
1619  */
1620 u_int64_t
1621 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1622 {
1623         caddr_t kmdp;
1624         int gsel_tss, x;
1625 #if JG
1626         int metadata_missing, off;
1627 #endif
1628         struct mdglobaldata *gd;
1629         u_int64_t msr;
1630         char *env;
1631
1632 #if JG
1633         /*
1634          * This must be done before the first references
1635          * to CPU_prvspace[0] are made.
1636          */
1637         init_paging(&physfree);
1638 #endif
1639
1640         /*
1641          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1642          */
1643         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1644         bzero(gd, sizeof(*gd));
1645
1646         /*
1647          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1648          * early in the boot sequence because the system assumes
1649          * that 'curthread' is never NULL.
1650          */
1651
1652         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1653         thread0.td_gd = &gd->mi;
1654
1655         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1656
1657 #if JG
1658         metadata_missing = 0;
1659         if (bootinfo.bi_modulep) {
1660                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1661                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1662         } else {
1663                 metadata_missing = 1;
1664         }
1665         if (bootinfo.bi_envp)
1666                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1667 #endif
1668
1669         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1670         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1671         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1672         if (kmdp == NULL)
1673                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1674         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1675         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1676 #ifdef DDB
1677         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1678         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1679 #endif
1680
1681         /*
1682          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1683          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1684          */
1685         ncpus = 1;
1686         ncpus2 = 1;
1687         ncpus_fit = 1;
1688         /* Init basic tunables, hz etc */
1689         init_param1();
1690
1691         /*
1692          * make gdt memory segments
1693          */
1694         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1695                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1696
1697         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1698
1699         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1700                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1701                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1702         }
1703         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1704             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1705
1706         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1707         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1708         lgdt(&r_gdt);
1709
1710         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1711         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1712         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1713
1714         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1715         cpu_gdinit(gd, 0);
1716         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1717         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1718         safepri = TDPRI_MAX;
1719
1720         /* spinlocks and the BGL */
1721         init_locks();
1722
1723         /* exceptions */
1724         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1725                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1726         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1727         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1729         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1730         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1731         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1735         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745
1746         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1747         r_idt.rd_base = (long) idt;
1748         lidt(&r_idt);
1749
1750         /*
1751          * Initialize the console before we print anything out.
1752          */
1753         cninit();
1754
1755 #if JG
1756         if (metadata_missing)
1757                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1758 #endif
1759
1760 #if     NISA >0
1761         isa_defaultirq();
1762 #endif
1763         rand_initialize();
1764
1765 #ifdef DDB
1766         kdb_init();
1767         if (boothowto & RB_KDB)
1768                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1769 #endif
1770
1771 #if JG
1772         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1773         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1774         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1775 #endif
1776         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1777         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1778
1779         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1780         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1781                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1782                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1783         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1784         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1785         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1786
1787         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1788         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1789
1790         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1791         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1792
1793         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1794         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1795         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1796         ltr(gsel_tss);
1797
1798         /* Set up the fast syscall stuff */
1799         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1800         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1801         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1802         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1803         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1804               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1805         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1806         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1807
1808         getmemsize(kmdp, physfree);
1809         init_param2(physmem);
1810
1811         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1812
1813         /* Map the message buffer. */
1814 #if JG
1815         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1816                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1817 #endif
1818
1819         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1820
1821
1822         /* transfer to user mode */
1823
1824         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1825         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1826         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1827
1828         load_ds(_udatasel);
1829         load_es(_udatasel);
1830         load_fs(_udatasel);
1831
1832         /* setup proc 0's pcb */
1833         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1834         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1835         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1836         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1837         env = kgetenv("kernelname");
1838         if (env != NULL)
1839                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1840
1841         /* Location of kernel stack for locore */
1842         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1847  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1848  * data space were allocated in locore.
1849  *
1850  * Note: the idlethread's cpl is 0
1851  *
1852  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1853  */
1854 void
1855 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1856 {
1857         if (cpu)
1858                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1859
1860         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1861                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1862                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1863                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
1864         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1865         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1866         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1867         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1868 }
1869
1870 int
1871 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1872 {
1873         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1874             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1875                 return (TRUE);
1876         }
1877         return (FALSE);
1878 }
1879
1880 struct globaldata *
1881 globaldata_find(int cpu)
1882 {
1883         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1884         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1885 }
1886
1887 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1888 static void f00f_hack(void *unused);
1889 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1890
1891 static void
1892 f00f_hack(void *unused) 
1893 {
1894         struct gate_descriptor *new_idt;
1895         vm_offset_t tmp;
1896
1897         if (!has_f00f_bug)
1898                 return;
1899
1900         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1901
1902         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1903
1904         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1905         if (tmp == 0)
1906                 panic("kmem_alloc returned 0");
1907         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1908                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1909         /* Put the first seven entries in the lower page */
1910         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1911         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1912         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1913         lidt(&r_idt);
1914         idt = new_idt;
1915         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1916                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1917                 panic("vm_map_protect failed");
1918         return;
1919 }
1920 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1921
1922 int
1923 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1924 {
1925         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1926         return (0);
1927 }
1928
1929 int
1930 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1931 {
1932         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1933         return (0);
1934 }
1935
1936 int
1937 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1938 {
1939         struct pcb *pcb;
1940         struct trapframe *tp;
1941
1942         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1943         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1944
1945         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1946         return (0);
1947 }
1948
1949 int
1950 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1951 {
1952         struct pcb *pcb;
1953         struct trapframe *tp;
1954
1955         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1956         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1957             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1958                 return (EINVAL);
1959         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1960         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1961         return (0);
1962 }
1963
1964 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1965 static void
1966 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1967 {
1968         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1969         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1970         int i;
1971
1972         /* FPU control/status */
1973         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1974         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1975         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1976         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1977         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1978         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1979         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1980         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1981
1982         /* FPU registers */
1983         for (i = 0; i < 8; ++i)
1984                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1985
1986         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1987 }
1988
1989 static void
1990 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1991 {
1992         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1993         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1994         int i;
1995
1996         /* FPU control/status */
1997         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1998         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1999         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2000         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2001         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2002         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2003         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2004         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2005
2006         /* FPU registers */
2007         for (i = 0; i < 8; ++i)
2008                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2009
2010         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2011 }
2012 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2013
2014 int
2015 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2016 {
2017 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2018         if (cpu_fxsr) {
2019                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2020                                 (struct save87 *)fpregs);
2021                 return (0);
2022         }
2023 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2024         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2025         return (0);
2026 }
2027
2028 int
2029 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2030 {
2031 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2032         if (cpu_fxsr) {
2033                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2034                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2035                 return (0);
2036         }
2037 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2038         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2039         return (0);
2040 }
2041
2042 int
2043 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2044 {
2045         if (lp == NULL) {
2046                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2047                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2048                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2049                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2050                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2051                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2052                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2053                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2054         } else {
2055                 struct pcb *pcb;
2056
2057                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2058                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2059                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2060                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2061                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2062                 dbregs->dr[4] = 0;
2063                 dbregs->dr[5] = 0;
2064                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2065                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2066         }
2067         return (0);
2068 }
2069
2070 int
2071 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2072 {
2073         if (lp == NULL) {
2074                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2075                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2076                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2077                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2078                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2079                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2080                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2081                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2082         } else {
2083                 struct pcb *pcb;
2084                 struct ucred *ucred;
2085                 int i;
2086                 uint64_t mask1, mask2;
2087
2088                 /*
2089                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2090                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2091                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2092                  * TRCTRAP.
2093                  */
2094                 /* JG this loop looks unreadable */
2095                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2096                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2097                  */
2098                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2099                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2100                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2101                  * carried to decide if it is safe and useful to
2102                  * provide access to that capability
2103                  */
2104                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2105                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2106                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2107                                 return (EINVAL);
2108                 
2109                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2110                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2111
2112                 /*
2113                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2114                  * process's address space.  If a process could do this, it
2115                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2116                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2117                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2118                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2119                  * uid 0.
2120                  *
2121                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2122                  * address space is written into from within the kernel
2123                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2124                  * from within kernel mode?
2125                  */
2126
2127                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2128                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2129                                 /* dr0 is enabled */
2130                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2131                                         return (EINVAL);
2132                         }
2133
2134                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2135                                 /* dr1 is enabled */
2136                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2137                                         return (EINVAL);
2138                         }
2139
2140                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2141                                 /* dr2 is enabled */
2142                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2143                                         return (EINVAL);
2144                         }
2145
2146                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2147                                 /* dr3 is enabled */
2148                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2149                                         return (EINVAL);
2150                         }
2151                 }
2152
2153                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2154                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2155                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2156                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2157                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2158                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2159
2160                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2161         }
2162
2163         return (0);
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2168  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2169  */
2170 int
2171 user_dbreg_trap(void)
2172 {
2173         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2174         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2175         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2176         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2177         int i;
2178         
2179         dr7 = rdr7();
2180         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2181                 /*
2182                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2183                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2184                  * hardware debug registers
2185                  */
2186                 return 0;
2187         }
2188
2189         nbp = 0;
2190         dr6 = rdr6();
2191         bp = dr6 & 0xf;
2192
2193         if (bp == 0) {
2194                 /*
2195                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2196                  * trap was not caused by any of the debug registers
2197                  */
2198                 return 0;
2199         }
2200
2201         /*
2202          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2203          * which ones and if any of them are user space addresses
2204          */
2205
2206         if (bp & 0x01) {
2207                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2208         }
2209         if (bp & 0x02) {
2210                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2211         }
2212         if (bp & 0x04) {
2213                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2214         }
2215         if (bp & 0x08) {
2216                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2217         }
2218
2219         for (i=0; i<nbp; i++) {
2220                 if (addr[i] <
2221                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2222                         /*
2223                          * addr[i] is in user space
2224                          */
2225                         return nbp;
2226                 }
2227         }
2228
2229         /*
2230          * None of the breakpoints are in user space.
2231          */
2232         return 0;
2233 }
2234
2235
2236 #ifndef DDB
2237 void
2238 Debugger(const char *msg)
2239 {
2240         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2241 }
2242 #endif /* no DDB */
2243
2244 #ifdef DDB
2245
2246 /*
2247  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2248  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2249  * called inside DDB.
2250  *
2251  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2252  */
2253
2254 #undef inb
2255 #undef outb
2256
2257 /* silence compiler warnings */
2258 u_char inb(u_int);
2259 void outb(u_int, u_char);
2260
2261 u_char
2262 inb(u_int port)
2263 {
2264         u_char  data;
2265         /*
2266          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2267          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2268          * if we tell it to load (u_short) port.
2269          */
2270         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2271         return (data);
2272 }
2273
2274 void
2275 outb(u_int port, u_char data)
2276 {
2277         u_char  al;
2278         /*
2279          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2280          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2281          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2282          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2283          */
2284         al = data;
2285         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2286 }
2287
2288 #endif /* DDB */
2289
2290
2291
2292 #include "opt_cpu.h"
2293
2294
2295 /*
2296  * initialize all the SMP locks
2297  */
2298
2299 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2300 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2301
2302 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2303 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2304
2305 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2306 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2307
2308 /* critical region around INTR() routines */
2309 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2310
2311 /* lock region used by kernel profiling */
2312 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2313
2314 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2315 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2316
2317 /* locks kernel kprintfs */
2318 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2319
2320 /* lock regions around the clock hardware */
2321 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2322
2323 /* lock around the MP rendezvous */
2324 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2325
2326 static void
2327 init_locks(void)
2328 {
2329         /*
2330          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2331          */
2332         /*
2333          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2334          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2335          */
2336 #ifdef SMP
2337         cpu_get_initial_mplock();
2338 #endif
2339         /* DEPRECATED */
2340         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2341         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2342         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2343         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2344         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2345         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2346         spin_lock_init(&com_spinlock);
2347         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2348         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2349
2350         /* our token pool needs to work early */
2351         lwkt_token_pool_init();
2352 }
2353