sys/platform/pc32/i386/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   3  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  39  */
  40
  41 #include "use_npx.h"
  42 #include "use_isa.h"
  43 #include "opt_atalk.h"
  44 #include "opt_compat.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_directio.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_ipx.h"
  50 #include "opt_maxmem.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_perfmon.h"
  53 #include "opt_swap.h"
  54 #include "opt_userconfig.h"
  55
  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 #include <machine/bootinfo.h>
 100 #include <machine/md_var.h>
 101 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 102 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 103 #include <machine/smp.h>
 104 #ifdef PERFMON
 105 #include <machine/perfmon.h>
 106 #endif
 107 #include <machine/cputypes.h>
 108 #include <machine/intr_machdep.h>
 109
 110 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 111 #include <bus/isa/isa_device.h>
 112 #endif
 113 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 114 #include <bus/isa/rtc.h>
 115 #include <machine/vm86.h>
 116 #include <sys/random.h>
 117 #include <sys/ptrace.h>
 118 #include <machine/sigframe.h>
 119
 120 #include <sys/machintr.h>
 121 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 122 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 123 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 124 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 125
 126 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 127
 128 extern void init386(int first);
 129 extern void dblfault_handler(void);
 130
 131 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 132 extern void finishidentcpu(void);
 133 extern void panicifcpuunsupported(void);
 134 extern void initializecpu(void);
 135
 136 static void cpu_startup(void *);
 137 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 138 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 139 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 140 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 141 #ifdef DIRECTIO
 142 extern void ffs_rawread_setup(void);
 143 #endif /* DIRECTIO */
 144 static void init_locks(void);
 145
 146 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 147
 148 int     _udatasel, _ucodesel;
 149 u_int   atdevbase;
 150 #ifdef SMP
 151 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 152 #else
 153 int64_t tsc_offsets[1];
 154 #endif
 155
 156 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 157 extern int swtch_optim_stats;
 158 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 159         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 160 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 161         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 162 #endif
 163
 164 long physmem = 0;
 165
 166 u_long ebda_addr = 0;
 167
 168 int imcr_present = 0;
 169
 170 static int
 171 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 172 {
 173         u_long pmem = ctob(physmem);
 174
 175         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 176         return (error);
 177 }
 178
 179 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 180         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 181
 182 static int
 183 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 184 {
 185         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 186                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 187         return (error);
 188 }
 189
 190 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 191         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 192
 193 static int
 194 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 195 {
 196         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 197                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 198         return (error);
 199 }
 200
 201 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 202         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 203
 204 vm_paddr_t Maxmem;
 205 vm_paddr_t Realmem;
 206
 207 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 208 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 209
 210
 211 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 212 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 213 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 214 static struct trapframe proc0_tf;
 215
 216 static void
 217 cpu_startup(void *dummy)
 218 {
 219         caddr_t v;
 220         vm_size_t size = 0;
 221         vm_offset_t firstaddr;
 222
 223         /*
 224          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 225          */
 226         kprintf("%s", version);
 227         startrtclock();
 228         printcpuinfo();
 229         panicifcpuunsupported();
 230 #ifdef PERFMON
 231         perfmon_init();
 232 #endif
 233         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 234                 (intmax_t)Realmem,
 235                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 236         /*
 237          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 238          */
 239         if (bootverbose) {
 240                 int indx;
 241
 242                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 243                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 244                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 245
 246                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 247                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 248                             size1 / PAGE_SIZE);
 249                 }
 250         }
 251
 252         /*
 253          * Allocate space for system data structures.
 254          * The first available kernel virtual address is in "v".
 255          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 256          * As pages of memory are allocated and cleared,
 257          * "firstaddr" is incremented.
 258          * An index into the kernel page table corresponding to the
 259          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 260          */
 261
 262         /*
 263          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 264          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 265          * addresses to the various data structures.
 266          */
 267         firstaddr = 0;
 268 again:
 269         v = (caddr_t)firstaddr;
 270
 271 #define valloc(name, type, num) \
 272             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 273 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 274             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 275
 276         /*
 277          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 278          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 279          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 280          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 281          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 282          * maxbcache bytes.
 283          *
 284          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 285          */
 286         if (nbuf == 0) {
 287                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 288                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 289
 290                 nbuf = 50;
 291                 if (kbytes > 4096)
 292                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 293                 if (kbytes > 65536)
 294                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 295                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 296                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 297         }
 298
 299         /*
 300          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 301          * kernel_map.
 302          */
 303         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 304                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 305                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 306         }
 307
 308         /* limit to 128 on i386 */
 309         nswbuf = max(min(nbuf/4, 128), 16);
 310 #ifdef NSWBUF_MIN
 311         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 312                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 313 #endif
 314 #ifdef DIRECTIO
 315         ffs_rawread_setup();
 316 #endif
 317
 318         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 319         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 320
 321         /*
 322          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 323          */
 324         if (firstaddr == 0) {
 325                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 326                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 327                 if (firstaddr == 0)
 328                         panic("startup: no room for tables");
 329                 goto again;
 330         }
 331
 332         /*
 333          * End of second pass, addresses have been assigned
 334          */
 335         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 336                 panic("startup: table size inconsistency");
 337
 338         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 339                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 340         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 341                       (nbuf*BKVASIZE));
 342         buffer_map.system_map = 1;
 343         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 344                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 345         pager_map.system_map = 1;
 346
 347 #if defined(USERCONFIG)
 348         userconfig();
 349         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 350 #endif
 351
 352         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 353                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 354                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 355
 356         /*
 357          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 358          */
 359         bufinit();
 360         vm_pager_bufferinit();
 361
 362         /* Log ELCR information */
 363         elcr_dump();
 364
 365 #ifdef SMP
 366         /*
 367          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 368          */
 369         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 370         mp_announce();
 371 #endif  /* SMP */
 372
 373         /* Finalize PIC */
 374         MachIntrABI.finalize();
 375
 376         cpu_setregs();
 377 }
 378
 379 /*
 380  * Send an interrupt to process.
 381  *
 382  * Stack is set up to allow sigcode stored
 383  * at top to call routine, followed by kcall
 384  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 385  * resets the signal mask, the stack, and the
 386  * frame pointer, it returns to the user
 387  * specified pc, psl.
 388  */
 389 void
 390 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 391 {
 392         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 393         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 394         struct trapframe *regs;
 395         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 396         struct sigframe sf, *sfp;
 397         int oonstack;
 398
 399         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 400         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 401
 402         /* save user context */
 403         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 404         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 405         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 406         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 407         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 408
 409         /* make the size of the saved context visible to userland */
 410         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 411
 412         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 413         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 414                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 415
 416         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 417         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 418             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 419                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 420                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 421                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 422         } else {
 423                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 424         }
 425
 426         /* Translate the signal is appropriate */
 427         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 428                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 429                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 430         }
 431
 432         /* Build the argument list for the signal handler. */
 433         sf.sf_signum = sig;
 434         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 435         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 436                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 437                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 438                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 439
 440                 /* fill siginfo structure */
 441                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 442                 sf.sf_si.si_code = code;
 443                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 444         }
 445         else {
 446                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 447                 sf.sf_siginfo = code;
 448                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 449                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 450         }
 451
 452         /*
 453          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 454          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 455          * eflags.
 456          */
 457         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 458                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 459                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 460
 461                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 462                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 463                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 464                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 465
 466                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 467                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 468                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 469                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 470
 471                 /*
 472                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 473                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 474                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 475                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 476                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 477                  */
 478                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 479         }
 480
 481         /*
 482          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 483          */
 484         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 485
 486         /*
 487          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 488          */
 489         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 490                 /*
 491                  * Something is wrong with the stack pointer.
 492                  * ...Kill the process.
 493                  */
 494                 sigexit(lp, SIGILL);
 495         }
 496
 497         regs->tf_esp = (int)sfp;
 498         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 499
 500         /*
 501          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 502          * on function entry
 503          */
 504         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 505
 506         regs->tf_cs = _ucodesel;
 507         regs->tf_ds = _udatasel;
 508         regs->tf_es = _udatasel;
 509
 510         /*
 511          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 512          * the userland program might be using both.
 513          *
 514          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 515          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 516          * return to userland.
 517          */
 518         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 519                 regs->tf_fs = _udatasel;
 520                 regs->tf_gs = _udatasel;
 521         }
 522         regs->tf_ss = _udatasel;
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 527  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 528  * issue.
 529  *
 530  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 531  * bad idea?
 532  */
 533 int
 534 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 535 {
 536         frame->tf_cs = _ucodesel;
 537         frame->tf_ds = _udatasel;
 538         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 539 #if 0
 540         frame->tf_fs = _udatasel;
 541         frame->tf_gs = _udatasel;
 542 #endif
 543         frame->tf_ss = _udatasel;
 544         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 545         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 546         return(0);
 547 }
 548
 549 int
 550 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 551 {
 552          struct segment_descriptor *desc;
 553          int i;
 554
 555          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 556                 desc = &tls->tls[i];
 557                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 558                         continue;
 559                 if (desc->sd_def32 == 0)
 560                         return(ENXIO);
 561                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 562                         return(ENXIO);
 563                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 564                         return(ENXIO);
 565                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 566                         return(ENXIO);
 567          }
 568          return(0);
 569 }
 570
 571 /*
 572  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 573  *
 574  * System call to cleanup state after a signal
 575  * has been taken.  Reset signal mask and
 576  * stack state from context left by sendsig (above).
 577  * Return to previous pc and psl as specified by
 578  * context left by sendsig. Check carefully to
 579  * make sure that the user has not modified the
 580  * state to gain improper privileges.
 581  *
 582  * MPSAFE
 583  */
 584 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 585 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 586
 587 int
 588 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 589 {
 590         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 591         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 592         struct trapframe *regs;
 593         ucontext_t uc;
 594         ucontext_t *ucp;
 595         int cs;
 596         int eflags;
 597         int error;
 598
 599         /*
 600          * We have to copy the information into kernel space so userland
 601          * can't modify it while we are sniffing it.
 602          */
 603         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 604         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 605         if (error)
 606                 return (error);
 607         ucp = &uc;
 608         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 609
 610         if (eflags & PSL_VM) {
 611                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 612                 struct vm86_kernel *vm86;
 613
 614                 /*
 615                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 616                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 617                  */
 618                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 619                         return (EINVAL);
 620                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 621                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 622                         return (EINVAL);
 623
 624                 /* go back to user mode if both flags are set */
 625                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 626                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 627
 628                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 629                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 630                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 631                 } else {
 632                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 633                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 634                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 635                 }
 636                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 637                 tf->tf_eflags = eflags;
 638                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 639                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 640                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 641                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 642                 tf->tf_ds = _udatasel;
 643                 tf->tf_es = _udatasel;
 644 #if 0
 645                 tf->tf_fs = _udatasel;
 646                 tf->tf_gs = _udatasel;
 647 #endif
 648         } else {
 649                 /*
 650                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 651                  */
 652                 /*
 653                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 654                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 655                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 656                  * the signal context during signal handling and there is no
 657                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 658                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 659                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 660                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 661                  */
 662                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 663                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 664                         return(EINVAL);
 665                 }
 666
 667                 /*
 668                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 669                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 670                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 671                  */
 672                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 673                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 674                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 675                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 676                         return(EINVAL);
 677                 }
 678                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 679         }
 680
 681         /*
 682          * Restore the FPU state from the frame
 683          */
 684         crit_enter();
 685         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 686
 687         /*
 688          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 689          * semantics against system calls.
 690          */
 691         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 692                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 693
 694         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 695                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 696         else
 697                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 698
 699         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 700         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 701         crit_exit();
 702         return(EJUSTRETURN);
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 707  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 708  * already been pushed on the stack.
 709  */
 710 struct upc_frame {
 711         register_t      eax;
 712         register_t      ecx;
 713         register_t      edx;
 714         register_t      flags;
 715         register_t      oldip;
 716 };
 717
 718 void
 719 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 720 {
 721         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 722         struct trapframe *regs;
 723         struct upcall upcall;
 724         struct upc_frame upc_frame;
 725         int     crit_count = 0;
 726
 727         /*
 728          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 729          * context, switch back to the virtual kernel context before
 730          * trying to post the signal.
 731          */
 732         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 733                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 734                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 735         }
 736
 737         /*
 738          * Get the upcall data structure
 739          */
 740         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 741             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 742         ) {
 743                 vu->vu_pending = 0;
 744                 kprintf("bad upcall address\n");
 745                 return;
 746         }
 747
 748         /*
 749          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 750          * section count, mark the data structure as pending and return
 751          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 752          */
 753         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 754                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 755                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 756                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 757                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 758                 }
 759                 return;
 760         }
 761
 762         /*
 763          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 764          *
 765          * Bump our critical section count and set or clear the
 766          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 767          * pending.  The user will be responsible for calling
 768          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 769          */
 770         vu->vu_pending = 0;
 771         upcall.upc_pending = morepending;
 772         ++crit_count;
 773         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 774                 sizeof(upcall.upc_pending));
 775         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 776                 sizeof(int));
 777
 778         /*
 779          * Construct a stack frame and issue the upcall
 780          */
 781         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 782         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 783         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 784         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 785         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 786         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 787         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 788             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 789                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 790         } else {
 791                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 792                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 793                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 794                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 795                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 796         }
 797 }
 798
 799 /*
 800  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 801  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 802  * being overwritten by the syscall return value.
 803  *
 804  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 805  * and the function pointer in %eax.
 806  */
 807 int
 808 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 809 {
 810         struct upc_frame upc_frame;
 811         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 812         struct trapframe *regs;
 813         int error;
 814         struct upcall upcall;
 815         int crit_count;
 816
 817         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 818
 819         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 820         if (error == 0) {
 821             if (vu) {
 822                 /*
 823                  * This jumps us to the next ready context.
 824                  */
 825                 vu->vu_pending = 0;
 826                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 827                 crit_count = 0;
 828                 if (error == 0)
 829                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 830                 ++crit_count;
 831                 if (error == 0)
 832                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 833                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 834                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 835                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 836                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 837                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 838             } else {
 839                 /*
 840                  * This returns us to the originally interrupted code.
 841                  */
 842                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 843                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 844                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 845                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 846                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 847                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 848                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 849                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 850             }
 851         }
 852         if (error == 0)
 853                 error = EJUSTRETURN;
 854         return(error);
 855 }
 856
 857 /*
 858  * Machine dependent boot() routine
 859  *
 860  * I haven't seen anything to put here yet
 861  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 862  */
 863 void
 864 cpu_boot(int howto)
 865 {
 866 }
 867
 868 /*
 869  * Shutdown the CPU as much as possible
 870  */
 871 void
 872 cpu_halt(void)
 873 {
 874         for (;;)
 875                 __asm__ __volatile("hlt");
 876 }
 877
 878 /*
 879  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 880  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 881  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 882  *
 883  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 884  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 885  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 886  * critical section.
 887  *
 888  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 889  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
 890  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
 891  *       lwkt_switch() sets RQF_WAKEUP. We usually check
 892  *       RQF_IDLECHECK_WK_MASK.
 893  *
 894  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 895  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 896  */
 897 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 898 static int      cpu_idle_hltcnt;
 899 static int      cpu_idle_spincnt;
 900 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
 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 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 908     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 909
 910 static void
 911 cpu_idle_default_hook(void)
 912 {
 913         /*
 914          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 915          * following the sti.
 916          */
 917         __asm __volatile("sti; hlt");
 918 }
 919
 920 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 921 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 922
 923 void
 924 cpu_idle(void)
 925 {
 926         globaldata_t gd = mycpu;
 927         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
 928         int reqflags;
 929         int quick;
 930
 931         crit_exit();
 932         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 933         for (;;) {
 934                 /*
 935                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 936                  */
 937                 lwkt_switch();
 938
 939                 /*
 940                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 941                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 942                  * splz() does the job.
 943                  *
 944                  * cpu_idle_hlt:
 945                  *      0       Never halt, just spin
 946                  *
 947                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 948                  *              This typically eats more power than the
 949                  *              ACPI halt.
 950                  *
 951                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 952                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 953                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 954                  *
 955                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 956                  *              eats the least amount of power but the cpu
 957                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 958                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 959                  *
 960                  *
 961                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 962                  *       section.
 963                  *
 964                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.  Also we
 965                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 966                  *       it overflows.
 967                  */
 968                 ++gd->gd_idle_repeat;
 969                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 970                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 971                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 972                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 973
 974                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 975                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 976                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
 977                         ++cpu_idle_hltcnt;
 978                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 979                         __asm __volatile("cli");
 980                         splz();
 981                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 982                                 if (quick)
 983                                         cpu_idle_default_hook();
 984                                 else
 985                                         cpu_idle_hook();
 986                         }
 987                         __asm __volatile("sti");
 988                         ++cpu_idle_hltcnt;
 989                 } else {
 990                         splz();
 991                         __asm __volatile("sti");
 992                         ++cpu_idle_spincnt;
 993                 }
 994         }
 995 }
 996
 997 #ifdef SMP
 998
 999 /*
1000  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1001  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1002  * we let it spin.
1003  */
1004 void
1005 cpu_spinlock_contested(void)
1006 {
1007         cpu_pause();
1008 }
1009
1010 #endif
1011
1012 /*
1013  * Clear registers on exec
1014  */
1015 void
1016 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1017 {
1018         struct thread *td = curthread;
1019         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1020         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1021         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1022
1023         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1024         user_ldt_free(pcb);
1025
1026         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1027         regs->tf_eip = entry;
1028         regs->tf_esp = stack;
1029         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1030         regs->tf_ss = _udatasel;
1031         regs->tf_ds = _udatasel;
1032         regs->tf_es = _udatasel;
1033         regs->tf_fs = _udatasel;
1034         regs->tf_gs = _udatasel;
1035         regs->tf_cs = _ucodesel;
1036
1037         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1038         regs->tf_ebx = ps_strings;
1039
1040         /*
1041          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1042          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1043          */
1044         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1045                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1046                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1047                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1048                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1049                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1050                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1051                 if (pcb == td->td_pcb) {
1052                         /*
1053                          * Clear the debug registers on the running
1054                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1055                          * the next process we switch to.
1056                          */
1057                         reset_dbregs();
1058                 }
1059                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1060         }
1061
1062         /*
1063          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1064          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1065          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1066          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1067          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1068          */
1069         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1070
1071         /*
1072          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1073          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1074          * in npxdna().
1075          */
1076         crit_enter();
1077         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1078
1079 #if NNPX > 0
1080         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1081         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1082 #endif
1083         crit_exit();
1084
1085         /*
1086          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1087          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1088          * return value to 0.
1089          */
1090 }
1091
1092 void
1093 cpu_setregs(void)
1094 {
1095         unsigned int cr0;
1096
1097         cr0 = rcr0();
1098         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1099         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1100         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1101         load_cr0(cr0);
1102         load_gs(_udatasel);
1103 }
1104
1105 static int
1106 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1107 {
1108         int error;
1109         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1110                 req);
1111         if (!error && req->newptr)
1112                 resettodr();
1113         return (error);
1114 }
1115
1116 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1117         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1118
1119 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1120         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1121
1122 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1123         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1124
1125 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1126         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1127
1128 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1129 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1130         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1131
1132 /*
1133  * Initialize 386 and configure to run kernel
1134  */
1135
1136 /*
1137  * Initialize segments & interrupt table
1138  */
1139
1140 int _default_ldt;
1141 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1142 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1143 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1144 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1145
1146 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1147 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1148
1149 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1150 extern int has_f00f_bug;
1151 #endif
1152
1153 static struct i386tss dblfault_tss;
1154 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1155
1156 extern  struct user *proc0paddr;
1157
1158
1159 /* software prototypes -- in more palatable form */
1160 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1161 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1162 {       0x0,                    /* segment base address  */
1163         0x0,                    /* length */
1164         0,                      /* segment type */
1165         0,                      /* segment descriptor priority level */
1166         0,                      /* segment descriptor present */
1167         0, 0,
1168         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1169         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1170 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1171 {       0x0,                    /* segment base address  */
1172         0xfffff,                /* length - all address space */
1173         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1174         0,                      /* segment descriptor priority level */
1175         1,                      /* segment descriptor present */
1176         0, 0,
1177         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1178         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1179 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1180 {       0x0,                    /* segment base address  */
1181         0xfffff,                /* length - all address space */
1182         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1183         0,                      /* segment descriptor priority level */
1184         1,                      /* segment descriptor present */
1185         0, 0,
1186         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1187         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1188 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1189 {       0x0,                    /* segment base address  */
1190         0xfffff,                /* length - all address space */
1191         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1192         0,                      /* segment descriptor priority level */
1193         1,                      /* segment descriptor present */
1194         0, 0,
1195         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1196         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1197 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1198 {
1199         0x0,                    /* segment base address */
1200         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1201         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1202         0,                      /* segment descriptor priority level */
1203         1,                      /* segment descriptor present */
1204         0, 0,
1205         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1206         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1207 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1208 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1209         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1210         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1211         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1212         1,                      /* segment descriptor present */
1213         0, 0,
1214         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1215         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1216 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1217 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1218         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1219         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1220         0,                      /* segment descriptor priority level */
1221         1,                      /* segment descriptor present */
1222         0, 0,
1223         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1224         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1225 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1226 {       0x0,                    /* segment base address  */
1227         0x0,                    /* length - all address space */
1228         0,                      /* segment type */
1229         0,                      /* segment descriptor priority level */
1230         0,                      /* segment descriptor present */
1231         0, 0,
1232         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1233         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1234 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1235 {       0x400,                  /* segment base address */
1236         0xfffff,                /* length */
1237         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1238         0,                      /* segment descriptor priority level */
1239         1,                      /* segment descriptor present */
1240         0, 0,
1241         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1242         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1243 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1244 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1245         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1246         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1247         0,                      /* segment descriptor priority level */
1248         1,                      /* segment descriptor present */
1249         0, 0,
1250         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1251         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1252 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1253 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1254         0xfffff,                /* length */
1255         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1256         0,                      /* segment descriptor priority level */
1257         1,                      /* segment descriptor present */
1258         0, 0,
1259         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1260         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1261 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1262 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1263         0xfffff,                /* length */
1264         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1265         0,                      /* segment descriptor priority level */
1266         1,                      /* segment descriptor present */
1267         0, 0,
1268         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1269         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1270 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1271 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1272         0xfffff,                /* length */
1273         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1274         0,                      /* segment descriptor priority level */
1275         1,                      /* segment descriptor present */
1276         0, 0,
1277         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1278         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1279 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1280 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1281         0xfffff,                /* length */
1282         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1283         0,                      /* segment descriptor priority level */
1284         1,                      /* segment descriptor present */
1285         0, 0,
1286         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1287         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1288 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1289 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1290         0xfffff,                /* length */
1291         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1292         0,                      /* segment descriptor priority level */
1293         1,                      /* segment descriptor present */
1294         0, 0,
1295         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1296         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1297 /* GTLS_START 15 TLS */
1298 {       0x0,                    /* segment base address  */
1299         0x0,                    /* length */
1300         0,                      /* segment type */
1301         0,                      /* segment descriptor priority level */
1302         0,                      /* segment descriptor present */
1303         0, 0,
1304         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1305         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1306 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1307 {       0x0,                    /* segment base address  */
1308         0x0,                    /* length */
1309         0,                      /* segment type */
1310         0,                      /* segment descriptor priority level */
1311         0,                      /* segment descriptor present */
1312         0, 0,
1313         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1314         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1315 /* GTLS_END 17 TLS */
1316 {       0x0,                    /* segment base address  */
1317         0x0,                    /* length */
1318         0,                      /* segment type */
1319         0,                      /* segment descriptor priority level */
1320         0,                      /* segment descriptor present */
1321         0, 0,
1322         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1323         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1324 };
1325
1326 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1327         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1328 {       0x0,                    /* segment base address  */
1329         0x0,                    /* length - all address space */
1330         0,                      /* segment type */
1331         0,                      /* segment descriptor priority level */
1332         0,                      /* segment descriptor present */
1333         0, 0,
1334         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1335         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1336         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1337 {       0x0,                    /* segment base address  */
1338         0x0,                    /* length - all address space */
1339         0,                      /* segment type */
1340         0,                      /* segment descriptor priority level */
1341         0,                      /* segment descriptor present */
1342         0, 0,
1343         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1344         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1345         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1346 {       0x0,                    /* segment base address  */
1347         0x0,                    /* length - all address space */
1348         0,                      /* segment type */
1349         0,                      /* segment descriptor priority level */
1350         0,                      /* segment descriptor present */
1351         0, 0,
1352         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1353         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1354         /* Code Descriptor for user */
1355 {       0x0,                    /* segment base address  */
1356         0xfffff,                /* length - all address space */
1357         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1358         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1359         1,                      /* segment descriptor present */
1360         0, 0,
1361         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1362         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1363         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1364 {       0x0,                    /* segment base address  */
1365         0x0,                    /* length - all address space */
1366         0,                      /* segment type */
1367         0,                      /* segment descriptor priority level */
1368         0,                      /* segment descriptor present */
1369         0, 0,
1370         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1371         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1372         /* Data Descriptor for user */
1373 {       0x0,                    /* segment base address  */
1374         0xfffff,                /* length - all address space */
1375         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1376         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1377         1,                      /* segment descriptor present */
1378         0, 0,
1379         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1380         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1381 };
1382
1383 void
1384 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1385 {
1386         struct gate_descriptor *ip;
1387
1388         ip = idt + idx;
1389         ip->gd_looffset = (int)func;
1390         ip->gd_selector = selec;
1391         ip->gd_stkcpy = 0;
1392         ip->gd_xx = 0;
1393         ip->gd_type = typ;
1394         ip->gd_dpl = dpl;
1395         ip->gd_p = 1;
1396         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1397 }
1398
1399 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1400
1401 extern inthand_t
1402         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1403         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1404         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1405         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1406         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1407         IDTVEC(rsvd0);
1408 extern inthand_t
1409         IDTVEC(int0x80_syscall);
1410
1411 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1412 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1413 #endif
1414
1415 void
1416 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1417 {
1418         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1419         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1420         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1421         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1422         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1423         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1424         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1429  * available physical memory in the system, then test this memory and
1430  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1431  *
1432  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1433  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1434  *
1435  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1436  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1437  */
1438 static void
1439 getmemsize(int first)
1440 {
1441         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1442         int hasbrokenint12;
1443         u_int basemem, extmem;
1444         struct vm86frame vmf;
1445         struct vm86context vmc;
1446         vm_offset_t pa;
1447         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1448         pt_entry_t *pte;
1449         quad_t maxmem;
1450         struct {
1451                 u_int64_t base;
1452                 u_int64_t length;
1453                 u_int32_t type;
1454         } *smap;
1455         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1456
1457         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1458         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1459         basemem = 0;
1460
1461         /*
1462          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1463          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1464          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1465          */
1466         hasbrokenint12 = 0;
1467         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1468         if (hasbrokenint12) {
1469                 goto int15e820;
1470         }
1471
1472         /*
1473          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1474          * value give the bios some scribble space just in case.
1475          */
1476         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1477         basemem = vmf.vmf_ax;
1478         if (basemem > 640) {
1479                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1480                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1481                 basemem = 636;
1482         }
1483
1484         /*
1485          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1486          * between the end of base memory and the start of
1487          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1488          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1489          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1490          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1491          * to begin with and then parts of it are remapped.
1492          * The parts that aren't remapped form holes that
1493          * remain read-only and are unused by the kernel.
1494          * The base memory area is below the physical end of
1495          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1496          * The part of it from PAGE_SIZE to
1497          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1498          * remapped and used by the kernel later.)
1499          *
1500          * This code is similar to the code used in
1501          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1502          * allocated we simply change the mapping.
1503          */
1504         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1505              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1506                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1507                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1508         }
1509
1510         /*
1511          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1512          * that the bios can scribble on it.
1513          */
1514         pte = vm86paddr;
1515         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1516                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1517
1518 int15e820:
1519         /*
1520          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1521          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1522          */
1523         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1524         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1525
1526         /*
1527          * get memory map with INT 15:E820
1528          */
1529 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1530 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1531
1532         vmc.npages = 0;
1533         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1534         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1535
1536         physmap_idx = 0;
1537         vmf.vmf_ebx = 0;
1538         do {
1539                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1540                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1541                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1542                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1543                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1544                         break;
1545                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1546                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1547                                 smap->type,
1548                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1549                                 (u_int32_t)smap->base,
1550                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1551                                 (u_int32_t)smap->length);
1552
1553                 if (smap->type != 0x01)
1554                         goto next_run;
1555
1556                 if (smap->length == 0)
1557                         goto next_run;
1558
1559                 Realmem += smap->length;
1560
1561                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1562                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1563                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1564                         goto next_run;
1565                 }
1566
1567                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1568                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1569                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1570                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1571                                                 "memory region, ignoring "
1572                                                 "second region\n");
1573                                 }
1574                                 Realmem -= smap->length;
1575                                 goto next_run;
1576                         }
1577                 }
1578
1579                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1580                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1581                         goto next_run;
1582                 }
1583
1584                 physmap_idx += 2;
1585                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1586                         kprintf("Too many segments in the physical "
1587                                 "address map, giving up\n");
1588                         break;
1589                 }
1590                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1591                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1592 next_run:
1593                 ; /* fix GCC3.x warning */
1594         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1595
1596         /*
1597          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1598          */
1599         if (basemem == 0) {
1600                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1601                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1602                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1603                                 break;
1604                         }
1605                 }
1606
1607                 if (basemem == 0) {
1608                         basemem = 640;
1609                 }
1610
1611                 if (basemem > 640) {
1612                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1613                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1614                         basemem = 640;
1615                 }
1616
1617                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1618                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1619                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1620                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1621                 }
1622
1623                 pte = vm86paddr;
1624                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1625                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1626         }
1627
1628         if (physmap[1] != 0)
1629                 goto physmap_done;
1630
1631         /*
1632          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1633          */
1634         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1635         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1636                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1637         } else {
1638 #if 0
1639                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1640                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1641                 extmem = vmf.vmf_ax;
1642 #else
1643                 /*
1644                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1645                  */
1646                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1647 #endif
1648         }
1649
1650         /*
1651          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1652          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1653          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1654          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1655          * them beyond the limit.
1656          *
1657          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1658          *      chop it to 15MB.
1659          */
1660         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1661                 extmem = 15 * 1024;
1662
1663         physmap[0] = 0;
1664         physmap[1] = basemem * 1024;
1665         physmap_idx = 2;
1666         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1667         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1668
1669 physmap_done:
1670         /*
1671          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1672          */
1673
1674 #ifdef SMP
1675         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1676         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1677 #endif
1678
1679         /* Save EBDA address, if any */
1680         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1681         ebda_addr <<= 4;
1682
1683         /*
1684          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1685          * highest page of the physical address space.  It should be
1686          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1687          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1688          */
1689         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1690
1691 #ifdef MAXMEM
1692         Maxmem = MAXMEM / 4;
1693 #endif
1694
1695         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1696                 Maxmem = atop(maxmem);
1697
1698         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1699             (boothowto & RB_VERBOSE))
1700                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1701
1702         /*
1703          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1704          * extend the last memory segment to the new limit.
1705          */
1706         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1707                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1708
1709         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1710         pmap_bootstrap(first, 0);
1711
1712         /*
1713          * Size up each available chunk of physical memory.
1714          */
1715         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1716         pa_indx = 0;
1717         da_indx = 1;
1718         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1719         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1720         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1721
1722         pte = CMAP1;
1723
1724         /*
1725          * Get dcons buffer address
1726          */
1727         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1728             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1729                 dcons_addr = 0;
1730
1731         /*
1732          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1733          * round up the start address and round down the end address.
1734          */
1735         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1736                 vm_offset_t end;
1737
1738                 end = ptoa(Maxmem);
1739                 if (physmap[i + 1] < end)
1740                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1741                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1742                         int tmp, page_bad, full;
1743 #if 0
1744                         int *ptr = 0;
1745 #else
1746                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1747 #endif
1748                         full = FALSE;
1749
1750                         /*
1751                          * block out kernel memory as not available.
1752                          */
1753                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1754                                 goto do_dump_avail;
1755
1756                         /*
1757                          * block out dcons buffer
1758                          */
1759                         if (dcons_addr > 0
1760                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1761                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1762                                 goto do_dump_avail;
1763
1764                         page_bad = FALSE;
1765
1766                         /*
1767                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1768                          */
1769                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1770                         cpu_invltlb();
1771
1772                         tmp = *(int *)ptr;
1773                         /*
1774                          * Test for alternating 1's and 0's
1775                          */
1776                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1777                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1778                                 page_bad = TRUE;
1779                         }
1780                         /*
1781                          * Test for alternating 0's and 1's
1782                          */
1783                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1784                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1785                         page_bad = TRUE;
1786                         }
1787                         /*
1788                          * Test for all 1's
1789                          */
1790                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1791                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1792                                 page_bad = TRUE;
1793                         }
1794                         /*
1795                          * Test for all 0's
1796                          */
1797                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1798                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1799                                 page_bad = TRUE;
1800                         }
1801                         /*
1802                          * Restore original value.
1803                          */
1804                         *(int *)ptr = tmp;
1805
1806                         /*
1807                          * Adjust array of valid/good pages.
1808                          */
1809                         if (page_bad == TRUE) {
1810                                 continue;
1811                         }
1812                         /*
1813                          * If this good page is a continuation of the
1814                          * previous set of good pages, then just increase
1815                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1816                          * Note that "end" points one higher than end,
1817                          * making the range >= start and < end.
1818                          * If we're also doing a speculative memory
1819                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1820                          * so that we keep going. The first bad page
1821                          * will terminate the loop.
1822                          */
1823                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1824                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1825                         } else {
1826                                 pa_indx++;
1827                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1828                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1829                                         pa_indx--;
1830                                         full = TRUE;
1831                                         goto do_dump_avail;
1832                                 }
1833                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1834                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1835                         }
1836                         physmem++;
1837 do_dump_avail:
1838                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1839                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1840                         } else {
1841                                 da_indx++;
1842                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1843                                         da_indx--;
1844                                         goto do_next;
1845                                 }
1846                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1847                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1848                         }
1849 do_next:
1850                         if (full)
1851                                 break;
1852
1853                 }
1854         }
1855         *pte = 0;
1856         cpu_invltlb();
1857
1858         /*
1859          * XXX
1860          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1861          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1862          * calculation, etc.).
1863          */
1864         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1865             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1866                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1867                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1868                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1869         }
1870
1871         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1872
1873         /* Trim off space for the message buffer. */
1874         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1875
1876         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1877 }
1878
1879 struct machintr_abi MachIntrABI;
1880
1881 /*
1882  * IDT VECTORS:
1883  *      0       Divide by zero
1884  *      1       Debug
1885  *      2       NMI
1886  *      3       BreakPoint
1887  *      4       OverFlow
1888  *      5       Bound-Range
1889  *      6       Invalid OpCode
1890  *      7       Device Not Available (x87)
1891  *      8       Double-Fault
1892  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1893  *      10      Invalid-TSS
1894  *      11      Segment not present
1895  *      12      Stack
1896  *      13      General Protection
1897  *      14      Page Fault
1898  *      15      Reserved
1899  *      16      x87 FP Exception pending
1900  *      17      Alignment Check
1901  *      18      Machine Check
1902  *      19      SIMD floating point
1903  *      20-31   reserved
1904  *      32-255  INTn/external sources
1905  */
1906 void
1907 init386(int first)
1908 {
1909         struct gate_descriptor *gdp;
1910         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1911         struct mdglobaldata *gd;
1912
1913         /*
1914          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1915          */
1916         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1917         bzero(gd, sizeof(*gd));
1918
1919         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1920         thread0.td_gd = &gd->mi;
1921
1922         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1923
1924         metadata_missing = 0;
1925         if (bootinfo.bi_modulep) {
1926                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1927                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1928         } else {
1929                 metadata_missing = 1;
1930         }
1931         if (bootinfo.bi_envp)
1932                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1933
1934         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1935                 bootverbose++;
1936
1937         /*
1938          * Default MachIntrABI to ICU
1939          */
1940         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1941 #ifdef SMP
1942         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1943         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1944 #endif
1945
1946         /*
1947          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1948          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1949          */
1950         ncpus = 1;
1951         ncpus2 = 1;
1952         ncpus_fit = 1;
1953         /* Init basic tunables, hz etc */
1954         init_param1();
1955
1956         /*
1957          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1958          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1959          * the address space
1960          */
1961         /*
1962          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1963          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1964          */
1965         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1966         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1967
1968         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1969                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1970         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1971         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1972                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1973
1974         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1975
1976         /*
1977          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1978          * early in the boot sequence because the system assumes
1979          * that 'curthread' is never NULL.
1980          */
1981
1982         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1983 #ifdef BDE_DEBUGGER
1984                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1985                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1986                         continue;
1987 #endif
1988                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
1989         }
1990
1991         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1992         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
1993         lgdt(&r_gdt);
1994
1995         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1996         cpu_gdinit(gd, 0);
1997         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1998         safepri = TDPRI_MAX;
1999
2000         /* make ldt memory segments */
2001         /*
2002          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
2003          * should be spelled ...MAX_USER...
2004          */
2005         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2006         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2007         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
2008                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2009
2010         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2011         lldt(_default_ldt);
2012         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
2013         /* spinlocks and the BGL */
2014         init_locks();
2015
2016         /*
2017          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
2018          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
2019          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
2020          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
2021          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
2022          * determine the fault address.
2023          */
2024         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2025 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
2026                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2027 #else
2028                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2029 #endif
2030         }
2031         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2032         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2033         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2034         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2035         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2036         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2037         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2038         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2039         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2040         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2041         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2042         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2043         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2044         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2045         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2046         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2047         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2048         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2049         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2050         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2051         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2052                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2053
2054         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2055         r_idt.rd_base = (int) idt;
2056         lidt(&r_idt);
2057
2058         /*
2059          * Initialize the console before we print anything out.
2060          */
2061         cninit();
2062
2063         if (metadata_missing)
2064                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2065
2066 #if     NISA >0
2067         elcr_probe();
2068         isa_defaultirq();
2069 #endif
2070         rand_initialize();
2071
2072         /*
2073          * Initialize IRQ mapping
2074          *
2075          * NOTE:
2076          * SHOULD be after elcr_probe()
2077          */
2078         MachIntrABI_ICU.initmap();
2079 #ifdef SMP
2080         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2081 #endif
2082
2083 #ifdef DDB
2084         kdb_init();
2085         if (boothowto & RB_KDB)
2086                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2087 #endif
2088
2089         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2090         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2091         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2092         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2093
2094         /*
2095          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2096          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2097          */
2098         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2099         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2100         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2101         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2102         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2103         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2104         ltr(gsel_tss);
2105
2106         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2107             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2108         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2109             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2110         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2111         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2112         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2113         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2114             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2115         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2116         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2117         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2118
2119         vm86_initialize();
2120         getmemsize(first);
2121         init_param2(physmem);
2122
2123         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2124
2125         /* Map the message buffer. */
2126         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2127                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2128
2129         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2130
2131         /* make a call gate to reenter kernel with */
2132         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2133
2134         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2135         gdp->gd_looffset = x++;
2136         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2137         gdp->gd_stkcpy = 1;
2138         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2139         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2140         gdp->gd_p = 1;
2141         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2142
2143         /* XXX does this work? */
2144         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2145         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2146
2147         /* transfer to user mode */
2148
2149         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2150         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2151
2152         /* setup proc 0's pcb */
2153         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2154         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2155         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2156         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2161  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2162  * data space were allocated in locore.
2163  *
2164  * Note: the idlethread's cpl is 0
2165  *
2166  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2167  */
2168 void
2169 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2170 {
2171         if (cpu)
2172                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2173
2174         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2175                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2176                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2177                         0, &gd->mi);
2178         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2179         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2180         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2181         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2182 }
2183
2184 int
2185 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2186 {
2187         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2188             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2189                 return (TRUE);
2190         }
2191         return (FALSE);
2192 }
2193
2194 struct globaldata *
2195 globaldata_find(int cpu)
2196 {
2197         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2198         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2199 }
2200
2201 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2202 static void f00f_hack(void *unused);
2203 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2204
2205 static void
2206 f00f_hack(void *unused)
2207 {
2208         struct gate_descriptor *new_idt;
2209         vm_offset_t tmp;
2210
2211         if (!has_f00f_bug)
2212                 return;
2213
2214         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2215
2216         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2217
2218         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2219         if (tmp == 0)
2220                 panic("kmem_alloc returned 0");
2221         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2222                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2223         /* Put the first seven entries in the lower page */
2224         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2225         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2226         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2227         lidt(&r_idt);
2228         idt = new_idt;
2229         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2230                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2231                 panic("vm_map_protect failed");
2232         return;
2233 }
2234 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2235
2236 int
2237 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2238 {
2239         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2240         return (0);
2241 }
2242
2243 int
2244 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2245 {
2246         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2247         return (0);
2248 }
2249
2250 int
2251 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2252 {
2253         struct trapframe *tp;
2254
2255         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2256         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2257         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2258         regs->r_es = tp->tf_es;
2259         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2260         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2261         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2262         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2263         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2264         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2265         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2266         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2267         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2268         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2269         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2270         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2271         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2272         return (0);
2273 }
2274
2275 int
2276 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2277 {
2278         struct trapframe *tp;
2279
2280         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2281         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2282             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2283                 return (EINVAL);
2284         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2285         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2286         tp->tf_es = regs->r_es;
2287         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2288         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2289         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2290         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2291         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2292         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2293         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2294         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2295         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2296         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2297         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2298         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2299         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2300         return (0);
2301 }
2302
2303 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2304 static void
2305 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2306 {
2307         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2308         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2309         int i;
2310
2311         /* FPU control/status */
2312         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2313         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2314         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2315         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2316         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2317         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2318         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2319         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2320
2321         /* FPU registers */
2322         for (i = 0; i < 8; ++i)
2323                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2324 }
2325
2326 static void
2327 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2328 {
2329         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2330         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2331         int i;
2332
2333         /* FPU control/status */
2334         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2335         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2336         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2337         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2338         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2339         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2340         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2341         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2342
2343         /* FPU registers */
2344         for (i = 0; i < 8; ++i)
2345                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2346 }
2347 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2348
2349 int
2350 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2351 {
2352 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2353         if (cpu_fxsr) {
2354                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2355                                 (struct save87 *)fpregs);
2356                 return (0);
2357         }
2358 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2359         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2360         return (0);
2361 }
2362
2363 int
2364 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2365 {
2366 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2367         if (cpu_fxsr) {
2368                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2369                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2370                 return (0);
2371         }
2372 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2373         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2374         return (0);
2375 }
2376
2377 int
2378 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2379 {
2380         if (lp == NULL) {
2381                 dbregs->dr0 = rdr0();
2382                 dbregs->dr1 = rdr1();
2383                 dbregs->dr2 = rdr2();
2384                 dbregs->dr3 = rdr3();
2385                 dbregs->dr4 = rdr4();
2386                 dbregs->dr5 = rdr5();
2387                 dbregs->dr6 = rdr6();
2388                 dbregs->dr7 = rdr7();
2389         } else {
2390                 struct pcb *pcb;
2391
2392                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2393                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2394                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2395                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2396                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2397                 dbregs->dr4 = 0;
2398                 dbregs->dr5 = 0;
2399                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2400                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2401         }
2402         return (0);
2403 }
2404
2405 int
2406 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2407 {
2408         if (lp == NULL) {
2409                 load_dr0(dbregs->dr0);
2410                 load_dr1(dbregs->dr1);
2411                 load_dr2(dbregs->dr2);
2412                 load_dr3(dbregs->dr3);
2413                 load_dr4(dbregs->dr4);
2414                 load_dr5(dbregs->dr5);
2415                 load_dr6(dbregs->dr6);
2416                 load_dr7(dbregs->dr7);
2417         } else {
2418                 struct pcb *pcb;
2419                 struct ucred *ucred;
2420                 int i;
2421                 uint32_t mask1, mask2;
2422
2423                 /*
2424                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2425                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2426                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2427                  * TRCTRAP.
2428                  */
2429                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2430                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2431                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2432                                 return (EINVAL);
2433
2434                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2435                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2436
2437                 /*
2438                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2439                  * process's address space.  If a process could do this, it
2440                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2441                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2442                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2443                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2444                  * uid 0.
2445                  *
2446                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2447                  * address space is written into from within the kernel
2448                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2449                  * from within kernel mode?
2450                  */
2451
2452                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2453                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2454                                 /* dr0 is enabled */
2455                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2456                                         return (EINVAL);
2457                         }
2458
2459                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2460                                 /* dr1 is enabled */
2461                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2462                                         return (EINVAL);
2463                         }
2464
2465                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2466                                 /* dr2 is enabled */
2467                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2468                                         return (EINVAL);
2469                         }
2470
2471                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2472                                 /* dr3 is enabled */
2473                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2474                                         return (EINVAL);
2475                         }
2476                 }
2477
2478                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2479                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2480                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2481                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2482                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2483                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2484
2485                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2486         }
2487
2488         return (0);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2493  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2494  */
2495 int
2496 user_dbreg_trap(void)
2497 {
2498         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2499         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2500         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2501         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2502         int i;
2503
2504         dr7 = rdr7();
2505         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2506                 /*
2507                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2508                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2509                  * hardware debug registers
2510                  */
2511                 return 0;
2512         }
2513
2514         nbp = 0;
2515         dr6 = rdr6();
2516         bp = dr6 & 0x0000000f;
2517
2518         if (!bp) {
2519                 /*
2520                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2521                  * trap was not caused by any of the debug registers
2522                  */
2523                 return 0;
2524         }
2525
2526         /*
2527          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2528          * which ones and if any of them are user space addresses
2529          */
2530
2531         if (bp & 0x01) {
2532                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2533         }
2534         if (bp & 0x02) {
2535                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2536         }
2537         if (bp & 0x04) {
2538                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2539         }
2540         if (bp & 0x08) {
2541                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2542         }
2543
2544         for (i=0; i<nbp; i++) {
2545                 if (addr[i] <
2546                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2547                         /*
2548                          * addr[i] is in user space
2549                          */
2550                         return nbp;
2551                 }
2552         }
2553
2554         /*
2555          * None of the breakpoints are in user space.
2556          */
2557         return 0;
2558 }
2559
2560
2561 #ifndef DDB
2562 void
2563 Debugger(const char *msg)
2564 {
2565         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2566 }
2567 #endif /* no DDB */
2568
2569 #ifdef DDB
2570
2571 /*
2572  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2573  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2574  * called inside DDB.
2575  *
2576  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2577  */
2578
2579 #undef inb
2580 #undef outb
2581
2582 /* silence compiler warnings */
2583 u_char inb(u_int);
2584 void outb(u_int, u_char);
2585
2586 u_char
2587 inb(u_int port)
2588 {
2589         u_char  data;
2590         /*
2591          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2592          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2593          * if we tell it to load (u_short) port.
2594          */
2595         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2596         return (data);
2597 }
2598
2599 void
2600 outb(u_int port, u_char data)
2601 {
2602         u_char  al;
2603         /*
2604          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2605          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2606          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2607          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2608          */
2609         al = data;
2610         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2611 }
2612
2613 #endif /* DDB */
2614
2615
2616
2617 #include "opt_cpu.h"
2618
2619
2620 /*
2621  * initialize all the SMP locks
2622  */
2623
2624 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2625 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2626
2627 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2628 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2629
2630 /* critical region around INTR() routines */
2631 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2632
2633 /* lock region used by kernel profiling */
2634 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2635
2636 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2637 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2638
2639 /* lock regions around the clock hardware */
2640 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2641
2642 /* lock around the MP rendezvous */
2643 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2644
2645 static void
2646 init_locks(void)
2647 {
2648 #ifdef SMP
2649         /*
2650          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2651          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2652          */
2653         cpu_get_initial_mplock();
2654 #endif
2655         /* DEPRECATED */
2656         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2657         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2658         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2659         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2660         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2661         spin_lock_init(&com_spinlock);
2662         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2663
2664         /* our token pool needs to work early */
2665         lwkt_token_pool_init();
2666 }