x86_64: Move mp_naps from mp_machdep.c to machdep.c
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_atalk.h"
46 #include "opt_compat.h"
47 #include "opt_cpu.h"
48 #include "opt_ddb.h"
49 #include "opt_directio.h"
50 #include "opt_inet.h"
51 #include "opt_ipx.h"
52 #include "opt_msgbuf.h"
53 #include "opt_swap.h"
54
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/systm.h>
57 #include <sys/sysproto.h>
58 #include <sys/signalvar.h>
59 #include <sys/kernel.h>
60 #include <sys/linker.h>
61 #include <sys/malloc.h>
62 #include <sys/proc.h>
63 #include <sys/priv.h>
64 #include <sys/buf.h>
65 #include <sys/reboot.h>
66 #include <sys/mbuf.h>
67 #include <sys/msgbuf.h>
68 #include <sys/sysent.h>
69 #include <sys/sysctl.h>
70 #include <sys/vmmeter.h>
71 #include <sys/bus.h>
72 #include <sys/upcall.h>
73 #include <sys/usched.h>
74 #include <sys/reg.h>
75
76 #include <vm/vm.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <sys/lock.h>
79 #include <vm/vm_kern.h>
80 #include <vm/vm_object.h>
81 #include <vm/vm_page.h>
82 #include <vm/vm_map.h>
83 #include <vm/vm_pager.h>
84 #include <vm/vm_extern.h>
85
86 #include <sys/thread2.h>
87 #include <sys/mplock2.h>
88
89 #include <sys/user.h>
90 #include <sys/exec.h>
91 #include <sys/cons.h>
92
93 #include <ddb/ddb.h>
94
95 #include <machine/cpu.h>
96 #include <machine/clock.h>
97 #include <machine/specialreg.h>
98 #if JG
99 #include <machine/bootinfo.h>
100 #endif
101 #include <machine/md_var.h>
102 #include <machine/metadata.h>
103 #include <machine/pc/bios.h>
104 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
105 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
106 #include <machine/smp.h>
107 #ifdef PERFMON
108 #include <machine/perfmon.h>
109 #endif
110 #include <machine/cputypes.h>
111 #include <machine/intr_machdep.h>
112
113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
114 #include <bus/isa/isa_device.h>
115 #endif
116 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
117 #include <bus/isa/rtc.h>
118 #include <sys/random.h>
119 #include <sys/ptrace.h>
120 #include <machine/sigframe.h>
121
122 #include <sys/machintr.h>
123 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
124 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
125 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
126 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
127
128 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
129
130 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
131
132 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
133 extern void identify_cpu(void);
134 #if JG
135 extern void finishidentcpu(void);
136 #endif
137 extern void panicifcpuunsupported(void);
138
139 static void cpu_startup(void *);
140 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
141 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
142 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
143 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
144 #ifdef DIRECTIO
145 extern void ffs_rawread_setup(void);
146 #endif /* DIRECTIO */
147 static void init_locks(void);
148
149 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
150
151 #ifdef DDB
152 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
153 #endif
154
155 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
156
157 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
158 u_long  atdevbase;
159 #ifdef SMP
160 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
161 #else
162 int64_t tsc_offsets[1];
163 #endif
164
165 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
166 extern int swtch_optim_stats;
167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
168         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
170         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
171 #endif
172
173 long physmem = 0;
174
175 u_long ebda_addr = 0;
176
177 int imcr_present = 0;
178
179 int naps = 0; /* # of Applications processors */
180
181 static int
182 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
183 {
184         u_long pmem = ctob(physmem);
185
186         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
187         return (error);
188 }
189
190 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
191         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
192
193 static int
194 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
195 {
196         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
197                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
198         return (error);
199 }
200
201 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
202         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
203
204 static int
205 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
206 {
207         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
208                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
209         return (error);
210 }
211
212 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
213         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
214
215 vm_paddr_t Maxmem;
216 vm_paddr_t Realmem;
217
218 /*
219  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
220  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
221  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
222  * PHYSSEG entries.
223  */
224 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
225
226 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
227 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
228
229 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
230 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
231 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
232
233 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
234 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
235 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
236 static struct trapframe proc0_tf;
237
238 static void
239 cpu_startup(void *dummy)
240 {
241         caddr_t v;
242         vm_size_t size = 0;
243         vm_offset_t firstaddr;
244
245         /*
246          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
247          */
248         kprintf("%s", version);
249         startrtclock();
250         printcpuinfo();
251         panicifcpuunsupported();
252 #ifdef PERFMON
253         perfmon_init();
254 #endif
255         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
256                 (intmax_t)Realmem,
257                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
258         /*
259          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
260          */
261         if (bootverbose) {
262                 int indx;
263
264                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
265                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
266                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
267
268                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
269                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
270                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
271                                 (intmax_t)size1,
272                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
273                 }
274         }
275
276         /*
277          * Allocate space for system data structures.
278          * The first available kernel virtual address is in "v".
279          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
280          * As pages of memory are allocated and cleared,
281          * "firstaddr" is incremented.
282          * An index into the kernel page table corresponding to the
283          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
284          */
285
286         /*
287          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
288          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
289          * addresses to the various data structures.
290          */
291         firstaddr = 0;
292 again:
293         v = (caddr_t)firstaddr;
294
295 #define valloc(name, type, num) \
296             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
297 #define valloclim(name, type, num, lim) \
298             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
299
300         /*
301          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
302          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
303          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
304          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
305          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
306          * maxbcache bytes.
307          *
308          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
309          */
310         if (nbuf == 0) {
311                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
312                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
313
314                 nbuf = 50;
315                 if (kbytes > 4096)
316                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
317                 if (kbytes > 65536)
318                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
319                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
320                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
321         }
322
323         /*
324          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
325          * kernel_map.
326          */
327         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
328                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
329                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
330         }
331
332         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
333 #ifdef NSWBUF_MIN
334         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
335                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
336 #endif
337 #ifdef DIRECTIO
338         ffs_rawread_setup();
339 #endif
340
341         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
342         valloc(buf, struct buf, nbuf);
343
344         /*
345          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
346          */
347         if (firstaddr == 0) {
348                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
349                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
350                 if (firstaddr == 0)
351                         panic("startup: no room for tables");
352                 goto again;
353         }
354
355         /*
356          * End of second pass, addresses have been assigned
357          */
358         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
359                 panic("startup: table size inconsistency");
360
361         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
362                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
363         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
364                       (nbuf*BKVASIZE));
365         buffer_map.system_map = 1;
366         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
367                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
368         pager_map.system_map = 1;
369
370 #if defined(USERCONFIG)
371         userconfig();
372         cninit();               /* the preferred console may have changed */
373 #endif
374
375         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
376                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
377                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
378
379         /*
380          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
381          */
382         bufinit();
383         vm_pager_bufferinit();
384
385         /* Log ELCR information */
386         elcr_dump();
387
388 #ifdef SMP
389         /*
390          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
391          */
392         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
393         mp_announce();
394 #endif  /* SMP */
395
396         /* Finalize PCI */
397         MachIntrABI.finalize();
398
399         cpu_setregs();
400 }
401
402 /*
403  * Send an interrupt to process.
404  *
405  * Stack is set up to allow sigcode stored
406  * at top to call routine, followed by kcall
407  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
408  * resets the signal mask, the stack, and the
409  * frame pointer, it returns to the user
410  * specified pc, psl.
411  */
412 void
413 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
414 {
415         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
416         struct proc *p = lp->lwp_proc;
417         struct trapframe *regs;
418         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
419         struct sigframe sf, *sfp;
420         int oonstack;
421         char *sp;
422
423         regs = lp->lwp_md.md_regs;
424         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
425
426         /* Save user context */
427         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
428         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
429         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
430         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
431         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
432         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
433
434         /* Make the size of the saved context visible to userland */
435         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
436
437         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
438         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
439                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
440
441         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
442         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
443             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
444                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
445                               sizeof(struct sigframe));
446                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
447         } else {
448                 /* We take red zone into account */
449                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
450         }
451
452         /* Align to 16 bytes */
453         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
454
455         /* Translate the signal is appropriate */
456         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
457                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
458                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
459         }
460
461         /*
462          * Build the argument list for the signal handler.
463          *
464          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
465          */
466         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
467         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
468
469         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
470                 /*
471                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
472                  *
473                  * action(signo, siginfo, ucontext)
474                  */
475                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
476                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
477                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
478
479                 /* fill siginfo structure */
480                 sf.sf_si.si_signo = sig;
481                 sf.sf_si.si_code = code;
482                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
483         } else {
484                 /*
485                  * Old FreeBSD-style arguments.
486                  *
487                  * handler (signo, code, [uc], addr)
488                  */
489                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
490                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
491                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
492         }
493
494         /*
495          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
496          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
497          * eflags.
498          */
499 #if JG
500         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
501                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
502                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
503
504                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
505                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
506                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
507                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
508
509                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
510                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
511                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
512                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
513
514                 /*
515                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
516                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
517                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
518                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
519                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
520                  */
521                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
522         }
523 #endif
524
525         /*
526          * Save the FPU state and reinit the FP unit
527          */
528         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
529
530         /*
531          * Copy the sigframe out to the user's stack.
532          */
533         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
534                 /*
535                  * Something is wrong with the stack pointer.
536                  * ...Kill the process.
537                  */
538                 sigexit(lp, SIGILL);
539         }
540
541         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
542         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
543
544         /*
545          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
546          * on function entry
547          */
548         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
549
550         /*
551          * 64 bit mode has a code and stack selector but
552          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
553          * stored in-context.
554          */
555         regs->tf_cs = _ucodesel;
556         regs->tf_ss = _udatasel;
557 }
558
559 /*
560  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
561  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
562  * issue.
563  *
564  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
565  * bad idea?
566  */
567 int
568 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
569 {
570         frame->tf_cs = _ucodesel;
571         frame->tf_ss = _udatasel;
572         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
573         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
574         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
575
576         return(0);
577 }
578
579 /*
580  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
581  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
582  */
583 int
584 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
585 {
586         return(0);
587 }
588
589 /*
590  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
591  *
592  * System call to cleanup state after a signal
593  * has been taken.  Reset signal mask and
594  * stack state from context left by sendsig (above).
595  * Return to previous pc and psl as specified by
596  * context left by sendsig. Check carefully to
597  * make sure that the user has not modified the
598  * state to gain improper privileges.
599  *
600  * MPSAFE
601  */
602 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
603 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
604
605 int
606 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
607 {
608         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
609         struct proc *p = lp->lwp_proc;
610         struct trapframe *regs;
611         ucontext_t uc;
612         ucontext_t *ucp;
613         register_t rflags;
614         int cs;
615         int error;
616
617         /*
618          * We have to copy the information into kernel space so userland
619          * can't modify it while we are sniffing it.
620          */
621         regs = lp->lwp_md.md_regs;
622         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
623         if (error)
624                 return (error);
625         ucp = &uc;
626         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
627
628         /* VM (8086) mode not supported */
629         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
630
631 #if JG
632         if (eflags & PSL_VM) {
633                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
634                 struct vm86_kernel *vm86;
635
636                 /*
637                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
638                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
639                  */
640                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
641                         return (EINVAL);
642                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
643                 if (vm86->vm86_inited == 0)
644                         return (EINVAL);
645
646                 /* go back to user mode if both flags are set */
647                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
648                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
649
650                 if (vm86->vm86_has_vme) {
651                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
652                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
653                 } else {
654                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
655                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
656                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
657                 }
658                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
659                 tf->tf_eflags = eflags;
660                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
661                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
662                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
663                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
664                 tf->tf_ds = _udatasel;
665                 tf->tf_es = _udatasel;
666                 tf->tf_fs = _udatasel;
667                 tf->tf_gs = _udatasel;
668         } else
669 #endif
670         {
671                 /*
672                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
673                  */
674                 /*
675                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
676                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
677                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
678                  * the signal context during signal handling and there is no
679                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
680                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
681                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
682                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
683                  */
684                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
685                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
686                         return(EINVAL);
687                 }
688
689                 /*
690                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
691                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
692                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
693                  */
694                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
695                 if (!CS_SECURE(cs)) {
696                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
697                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
698                         return(EINVAL);
699                 }
700                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
701         }
702
703         /*
704          * Restore the FPU state from the frame
705          */
706         crit_enter();
707         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
708
709         /*
710          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
711          * semantics against system calls.
712          */
713         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
714                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
715
716         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
717                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
718         else
719                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
720
721         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
722         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
723         crit_exit();
724         return(EJUSTRETURN);
725 }
726
727 /*
728  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
729  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
730  * already been pushed on the stack.
731  */
732 struct upc_frame {
733         register_t      rax;
734         register_t      rcx;
735         register_t      rdx;
736         register_t      flags;
737         register_t      oldip;
738 };
739
740 void
741 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
742 {
743         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
744         struct trapframe *regs;
745         struct upcall upcall;
746         struct upc_frame upc_frame;
747         int     crit_count = 0;
748
749         /*
750          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
751          * context, switch back to the virtual kernel context before
752          * trying to post the signal.
753          */
754         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
755                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
756                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
757         }
758
759         /*
760          * Get the upcall data structure
761          */
762         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
763             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
764         ) {
765                 vu->vu_pending = 0;
766                 kprintf("bad upcall address\n");
767                 return;
768         }
769
770         /*
771          * If the data structure is already marked pending or has a critical
772          * section count, mark the data structure as pending and return 
773          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
774          */
775         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
776                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
777                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
778                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
779                                 sizeof(upcall.upc_pending));
780                 }
781                 return;
782         }
783
784         /*
785          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
786          *
787          * Bump our critical section count and set or clear the
788          * user pending flag depending on whether more upcalls are
789          * pending.  The user will be responsible for calling 
790          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
791          */
792         vu->vu_pending = 0;
793         upcall.upc_pending = morepending;
794         ++crit_count;
795         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
796                 sizeof(upcall.upc_pending));
797         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
798                 sizeof(int));
799
800         /*
801          * Construct a stack frame and issue the upcall
802          */
803         regs = lp->lwp_md.md_regs;
804         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
805         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
806         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
807         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
808         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
809         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
810             sizeof(upc_frame)) != 0) {
811                 kprintf("bad stack on upcall\n");
812         } else {
813                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
814                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
815                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
816                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
817                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
818         }
819 }
820
821 /*
822  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
823  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
824  * being overwritten by the syscall return value.
825  *
826  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
827  * and the function pointer in %eax.  
828  */
829 int
830 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
831 {
832         struct upc_frame upc_frame;
833         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
834         struct trapframe *regs;
835         int error;
836         struct upcall upcall;
837         int crit_count;
838
839         regs = lp->lwp_md.md_regs;
840
841         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
842         if (error == 0) {
843             if (vu) {
844                 /*
845                  * This jumps us to the next ready context.
846                  */
847                 vu->vu_pending = 0;
848                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
849                 crit_count = 0;
850                 if (error == 0)
851                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
852                 ++crit_count;
853                 if (error == 0)
854                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
855                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
856                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
857                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
858                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
859                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
860             } else {
861                 /*
862                  * This returns us to the originally interrupted code.
863                  */
864                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
865                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
866                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
867                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
868                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
869                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
870                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
871                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
872             }
873         }
874         if (error == 0)
875                 error = EJUSTRETURN;
876         return(error);
877 }
878
879 /*
880  * Machine dependent boot() routine
881  *
882  * I haven't seen anything to put here yet
883  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
884  */
885 void
886 cpu_boot(int howto)
887 {
888 }
889
890 /*
891  * Shutdown the CPU as much as possible
892  */
893 void
894 cpu_halt(void)
895 {
896         for (;;)
897                 __asm__ __volatile("hlt");
898 }
899
900 /*
901  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
902  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
903  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
904  *
905  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
906  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
907  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
908  * critical section.
909  *
910  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
911  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
912  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
913  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
914  *
915  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
916  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
917  *
918  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
919  *       must occur before it starts using ACPI halt.
920  */
921 static int      cpu_idle_hlt = 2;
922 static int      cpu_idle_hltcnt;
923 static int      cpu_idle_spincnt;
924 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
925 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
926     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
927 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
928     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
929 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
930     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
931 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
932     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
933
934 static void
935 cpu_idle_default_hook(void)
936 {
937         /*
938          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
939          * following the sti.
940          */
941         __asm __volatile("sti; hlt");
942 }
943
944 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
945 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
946
947 void
948 cpu_idle(void)
949 {
950         globaldata_t gd = mycpu;
951         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
952         int reqflags;
953         int quick;
954
955         crit_exit();
956         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
957         for (;;) {
958                 /*
959                  * See if there are any LWKTs ready to go.
960                  */
961                 lwkt_switch();
962
963                 /*
964                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
965                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
966                  * splz() does the job.
967                  *
968                  * cpu_idle_hlt:
969                  *      0       Never halt, just spin
970                  *
971                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
972                  *              This typically eats more power than the
973                  *              ACPI halt.
974                  *
975                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
976                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
977                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
978                  *
979                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
980                  *              eats the least amount of power but the cpu
981                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
982                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
983                  *
984                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
985                  *       section.
986                  *
987                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
988                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
989                  *       it overflows.
990                  */
991                 ++gd->gd_idle_repeat;
992                 reqflags = gd->gd_reqflags;
993                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
994                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
995                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
996
997                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
998                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
999                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
1000                         ++cpu_idle_hltcnt;
1001                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1002                         __asm __volatile("cli");
1003                         splz();
1004                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1005                                 if (quick)
1006                                         cpu_idle_default_hook();
1007                                 else
1008                                         cpu_idle_hook();
1009                         }
1010                         __asm __volatile("sti");
1011                         ++cpu_idle_hltcnt;
1012                 } else {
1013                         splz();
1014                         __asm __volatile("sti");
1015                         ++cpu_idle_spincnt;
1016                 }
1017         }
1018 }
1019
1020 #ifdef SMP
1021
1022 /*
1023  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1024  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1025  * we let it spin.
1026  */
1027 void
1028 cpu_spinlock_contested(void)
1029 {
1030         cpu_pause();
1031 }
1032
1033 #endif
1034
1035 /*
1036  * Clear registers on exec
1037  */
1038 void
1039 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1040 {
1041         struct thread *td = curthread;
1042         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1043         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1044         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1045
1046         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1047         user_ldt_free(pcb);
1048   
1049         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1050         regs->tf_rip = entry;
1051         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1052         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1053         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1054         regs->tf_ss = _udatasel;
1055         regs->tf_cs = _ucodesel;
1056         regs->tf_rbx = ps_strings;
1057
1058         /*
1059          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1060          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1061          */
1062         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1063                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1064                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1065                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1066                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1067                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1068                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1069                 if (pcb == td->td_pcb) {
1070                         /*
1071                          * Clear the debug registers on the running
1072                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1073                          * the next process we switch to.
1074                          */
1075                         reset_dbregs();
1076                 }
1077                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1078         }
1079
1080         /*
1081          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1082          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1083          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1084          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1085          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1086          */
1087         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1088
1089         /*
1090          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1091          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1092          *       may panic in npxdna().
1093          */
1094         crit_enter();
1095         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1096
1097         /*
1098          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1099          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1100          *       code knows what the current MSR values are.
1101          */
1102         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1103         pcb->pcb_gsbase = 0;
1104         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1105         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1106         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1107         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1108
1109         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1110         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1111         crit_exit();
1112
1113         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1114         pcb->pcb_es = _udatasel;
1115         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1116         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1117 }
1118
1119 void
1120 cpu_setregs(void)
1121 {
1122         register_t cr0;
1123
1124         cr0 = rcr0();
1125         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1126         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1127         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1128         load_cr0(cr0);
1129         load_gs(_udatasel);
1130 }
1131
1132 static int
1133 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1134 {
1135         int error;
1136         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1137                 req);
1138         if (!error && req->newptr)
1139                 resettodr();
1140         return (error);
1141 }
1142
1143 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1144         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1145
1146 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1147         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1148
1149 #if JG
1150 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1151         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1152 #endif
1153
1154 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1155         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1156
1157 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1158 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1159         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1160
1161 /*
1162  * Initialize 386 and configure to run kernel
1163  */
1164
1165 /*
1166  * Initialize segments & interrupt table
1167  */
1168
1169 int _default_ldt;
1170 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1171 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1172 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1173 #if JG
1174 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1175 #endif
1176
1177 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1178 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1179
1180 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1181 void *proc0paddr;
1182 /* JG alignment? */
1183 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1184
1185
1186 /* software prototypes -- in more palatable form */
1187 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1188 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1189 {       0x0,                    /* segment base address  */
1190         0x0,                    /* length */
1191         0,                      /* segment type */
1192         0,                      /* segment descriptor priority level */
1193         0,                      /* segment descriptor present */
1194         0,                      /* long */
1195         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1196         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1197 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1198 {       0x0,                    /* segment base address  */
1199         0xfffff,                /* length - all address space */
1200         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1201         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1202         1,                      /* segment descriptor present */
1203         1,                      /* long */
1204         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1205         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1206 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1207 {       0x0,                    /* segment base address  */
1208         0xfffff,                /* length - all address space */
1209         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1210         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1211         1,                      /* segment descriptor present */
1212         1,                      /* long */
1213         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1214         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1215 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1216 {       0x0,                    /* segment base address  */
1217         0xfffff,                /* length - all address space */
1218         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1219         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1220         1,                      /* segment descriptor present */
1221         0,                      /* long */
1222         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1223         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1224 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1225 {       0x0,                    /* segment base address  */
1226         0xfffff,                /* length - all address space */
1227         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1228         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1229         1,                      /* segment descriptor present */
1230         0,                      /* long */
1231         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1232         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1233 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1234 {       0x0,                    /* segment base address  */
1235         0xfffff,                /* length - all address space */
1236         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1237         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1238         1,                      /* segment descriptor present */
1239         1,                      /* long */
1240         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1241         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1242 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1243 {
1244         0x0,                    /* segment base address */
1245         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1246         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1247         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1248         1,                      /* segment descriptor present */
1249         0,                      /* long */
1250         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1251         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1252 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1253 {       0x0,                    /* segment base address  */
1254         0x0,                    /* length */
1255         0,                      /* segment type */
1256         0,                      /* segment descriptor priority level */
1257         0,                      /* segment descriptor present */
1258         0,                      /* long */
1259         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1260         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1261 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1262 {       0x0,                    /* segment base address  */
1263         0xfffff,                /* length - all address space */
1264         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1265         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1266         1,                      /* segment descriptor present */
1267         0,                      /* long */
1268         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1269         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1270 };
1271
1272 void
1273 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1274 {
1275         struct gate_descriptor *ip;
1276
1277         ip = idt + idx;
1278         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1279         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1280         ip->gd_ist = ist;
1281         ip->gd_xx = 0;
1282         ip->gd_type = typ;
1283         ip->gd_dpl = dpl;
1284         ip->gd_p = 1;
1285         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1286 }
1287
1288 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1289
1290 extern inthand_t
1291         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1292         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1293         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1294         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1295         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1296         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1297
1298 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1299 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1300 #endif
1301
1302 void
1303 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1304 {
1305         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1306         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1307         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1308         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1309         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1310         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1311         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1312 }
1313
1314 void
1315 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1316 {
1317
1318         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1319         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1320         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1321         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1322         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1323         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1324         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1325         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1326         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1327         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1328 }
1329
1330 void
1331 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1332     struct system_segment_descriptor *sd)
1333 {
1334
1335         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1336         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1337         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1338         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1339         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1340         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1341         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1342         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1347  * available physical memory in the system, then test this memory and
1348  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1349  *
1350  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1351  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1352  *
1353  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1354  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1355  *
1356  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1357  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1358  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1359  *
1360  * XXX first should be vm_paddr_t.
1361  */
1362
1363 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1364 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1365
1366 static void
1367 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1368 {
1369         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1370         int i, j;
1371         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1372         vm_paddr_t pa;
1373         vm_paddr_t msgbuf_size;
1374         u_long physmem_tunable;
1375         pt_entry_t *pte;
1376         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1377         u_int32_t smapsize;
1378         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1379
1380         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1381         physmap_idx = 0;
1382
1383         /*
1384          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1385          *
1386          * subr_module.c says:
1387          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1388          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1389          */
1390         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1391             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1392         if (smapbase == NULL)
1393                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1394
1395         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1396         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1397
1398         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1399                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1400                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1401                             smap->type, smap->base, smap->length);
1402
1403                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1404                         continue;
1405
1406                 if (smap->length == 0)
1407                         continue;
1408
1409                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1410                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1411                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1412                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1413                                                 "memory region, ignoring "
1414                                                 "second region\n");
1415                                 }
1416                                 continue;
1417                         }
1418                 }
1419                 Realmem += smap->length;
1420
1421                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1422                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1423                         continue;
1424                 }
1425
1426                 physmap_idx += 2;
1427                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1428                         kprintf("Too many segments in the physical "
1429                                 "address map, giving up\n");
1430                         break;
1431                 }
1432                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1433                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1434         }
1435
1436 #ifdef SMP
1437         /* make hole for AP bootstrap code */
1438         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1439 #endif
1440
1441         /* Save EBDA address, if any */
1442         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1443         ebda_addr <<= 4;
1444
1445         /*
1446          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1447          * highest page of the physical address space.  It should be
1448          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1449          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1450          */
1451         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1452
1453 #ifdef MAXMEM
1454         Maxmem = MAXMEM / 4;
1455 #endif
1456
1457         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1458                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1459
1460         /*
1461          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1462          * in the system.
1463          */
1464         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1465                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1466
1467         /*
1468          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1469          */
1470         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1471                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1472                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1473         }
1474
1475         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1476             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1477                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1478         }
1479
1480         /*
1481          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1482          *
1483          * Mask off page 0.
1484          */
1485         pmap_bootstrap(&first);
1486         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1487
1488         /*
1489          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1490          * exceeding Maxmem.
1491          */
1492         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1493                 if (physmap[i+1] > ptoa((vm_paddr_t)Maxmem))
1494                         physmap[i+1] = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1495                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1496                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1497                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1498
1499                 physmap[j] = physmap[i];
1500                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1501
1502                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1503                         j += 2;
1504         }
1505         physmap_idx = j - 2;
1506
1507         /*
1508          * Align anything else used in the validation loop.
1509          */
1510         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1511
1512         /*
1513          * Size up each available chunk of physical memory.
1514          */
1515         pa_indx = 0;
1516         da_indx = 1;
1517         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1518         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1519         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1520         pte = CMAP1;
1521
1522         /*
1523          * Get dcons buffer address
1524          */
1525         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1526             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1527                 dcons_addr = 0;
1528
1529         /*
1530          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1531          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1532          * of PAGE_SIZE.
1533          */
1534         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1535                 vm_paddr_t end;
1536
1537                 end = physmap[i + 1];
1538
1539                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1540                         int tmp, page_bad, full;
1541                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1542
1543                         full = FALSE;
1544                         /*
1545                          * block out kernel memory as not available.
1546                          */
1547                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1548                                 goto do_dump_avail;
1549
1550                         /*
1551                          * block out dcons buffer
1552                          */
1553                         if (dcons_addr > 0
1554                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1555                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1556                                 goto do_dump_avail;
1557                         }
1558
1559                         page_bad = FALSE;
1560
1561                         /*
1562                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1563                          */
1564                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1565                         cpu_invltlb();
1566
1567                         tmp = *(int *)ptr;
1568                         /*
1569                          * Test for alternating 1's and 0's
1570                          */
1571                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1572                         cpu_mfence();
1573                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1574                                 page_bad = TRUE;
1575                         /*
1576                          * Test for alternating 0's and 1's
1577                          */
1578                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1579                         cpu_mfence();
1580                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1581                                 page_bad = TRUE;
1582                         /*
1583                          * Test for all 1's
1584                          */
1585                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1586                         cpu_mfence();
1587                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1588                                 page_bad = TRUE;
1589                         /*
1590                          * Test for all 0's
1591                          */
1592                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1593                         cpu_mfence();
1594                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1595                                 page_bad = TRUE;
1596                         /*
1597                          * Restore original value.
1598                          */
1599                         *(int *)ptr = tmp;
1600
1601                         /*
1602                          * Adjust array of valid/good pages.
1603                          */
1604                         if (page_bad == TRUE)
1605                                 continue;
1606                         /*
1607                          * If this good page is a continuation of the
1608                          * previous set of good pages, then just increase
1609                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1610                          * Note that "end" points one higher than end,
1611                          * making the range >= start and < end.
1612                          * If we're also doing a speculative memory
1613                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1614                          * so that we keep going. The first bad page
1615                          * will terminate the loop.
1616                          */
1617                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1618                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1619                         } else {
1620                                 pa_indx++;
1621                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1622                                         kprintf(
1623                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1624                                         pa_indx--;
1625                                         full = TRUE;
1626                                         goto do_dump_avail;
1627                                 }
1628                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1629                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1630                         }
1631                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1632 do_dump_avail:
1633                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1634                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1635                         } else {
1636                                 da_indx++;
1637                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1638                                         da_indx--;
1639                                         goto do_next;
1640                                 }
1641                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1642                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1643                         }
1644 do_next:
1645                         if (full)
1646                                 break;
1647                 }
1648         }
1649         *pte = 0;
1650         cpu_invltlb();
1651
1652         /*
1653          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1654          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1655          * calculation, etc.).
1656          */
1657         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1658
1659         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1660                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1661                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1662                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1663                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1664         }
1665
1666         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1667
1668         /* Trim off space for the message buffer. */
1669         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1670
1671         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1672
1673         /* Map the message buffer. */
1674         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1675                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1676                             phys_avail[pa_indx] + off);
1677         }
1678 }
1679
1680 struct machintr_abi MachIntrABI;
1681
1682 /*
1683  * IDT VECTORS:
1684  *      0       Divide by zero
1685  *      1       Debug
1686  *      2       NMI
1687  *      3       BreakPoint
1688  *      4       OverFlow
1689  *      5       Bound-Range
1690  *      6       Invalid OpCode
1691  *      7       Device Not Available (x87)
1692  *      8       Double-Fault
1693  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1694  *      10      Invalid-TSS
1695  *      11      Segment not present
1696  *      12      Stack
1697  *      13      General Protection
1698  *      14      Page Fault
1699  *      15      Reserved
1700  *      16      x87 FP Exception pending
1701  *      17      Alignment Check
1702  *      18      Machine Check
1703  *      19      SIMD floating point
1704  *      20-31   reserved
1705  *      32-255  INTn/external sources
1706  */
1707 u_int64_t
1708 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1709 {
1710         caddr_t kmdp;
1711         int gsel_tss, x;
1712 #if JG
1713         int metadata_missing, off;
1714 #endif
1715         struct mdglobaldata *gd;
1716         u_int64_t msr;
1717
1718         /*
1719          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1720          */
1721         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1722         bzero(gd, sizeof(*gd));
1723
1724         /*
1725          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1726          * early in the boot sequence because the system assumes
1727          * that 'curthread' is never NULL.
1728          */
1729
1730         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1731         thread0.td_gd = &gd->mi;
1732
1733         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1734
1735 #if JG
1736         metadata_missing = 0;
1737         if (bootinfo.bi_modulep) {
1738                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1739                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1740         } else {
1741                 metadata_missing = 1;
1742         }
1743         if (bootinfo.bi_envp)
1744                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1745 #endif
1746
1747         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1748         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1749         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1750         if (kmdp == NULL)
1751                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1752         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1753         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1754 #ifdef DDB
1755         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1756         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1757 #endif
1758
1759         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1760                 bootverbose++;
1761
1762         /*
1763          * Default MachIntrABI to ICU
1764          */
1765         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1766 #ifdef SMP
1767         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1768         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1769 #endif
1770
1771         /*
1772          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1773          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1774          */
1775         ncpus = 1;
1776         ncpus2 = 1;
1777         ncpus_fit = 1;
1778         /* Init basic tunables, hz etc */
1779         init_param1();
1780
1781         /*
1782          * make gdt memory segments
1783          */
1784         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1785                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1786
1787         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1788
1789         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1790                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1791                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1792         }
1793         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1794             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1795
1796         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1797         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1798         lgdt(&r_gdt);
1799
1800         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1801         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1802         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1803
1804         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1805         cpu_gdinit(gd, 0);
1806         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1807         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1808         safepri = TDPRI_MAX;
1809
1810         /* spinlocks and the BGL */
1811         init_locks();
1812
1813         /* exceptions */
1814         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1815                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1816         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1817         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1818         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1819         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1820         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1821         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1822         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1823         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1824         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1825         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1826         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1827         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1828         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1829         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1830         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1831         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1832         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1833         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1834         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1835
1836         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1837         r_idt.rd_base = (long) idt;
1838         lidt(&r_idt);
1839
1840         /*
1841          * Initialize the console before we print anything out.
1842          */
1843         cninit();
1844
1845 #if JG
1846         if (metadata_missing)
1847                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1848 #endif
1849
1850 #if     NISA >0
1851         elcr_probe();
1852         isa_defaultirq();
1853 #endif
1854         rand_initialize();
1855
1856         /*
1857          * Initialize IRQ mapping
1858          *
1859          * NOTE:
1860          * SHOULD be after elcr_probe()
1861          */
1862         MachIntrABI_ICU.initmap();
1863 #ifdef SMP
1864         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1865 #endif
1866
1867 #ifdef DDB
1868         kdb_init();
1869         if (boothowto & RB_KDB)
1870                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1871 #endif
1872
1873 #if JG
1874         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1875         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1876         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1877 #endif
1878         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1879         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1880
1881         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1882         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1883                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1884                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1885         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1886         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1887
1888         /* double fault stack */
1889         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1890                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1891                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1892
1893         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1894         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1895
1896         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1897         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1898         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1899         ltr(gsel_tss);
1900
1901         /* Set up the fast syscall stuff */
1902         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1903         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1904         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1905         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1906         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1907               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1908         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1909         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1910
1911         getmemsize(kmdp, physfree);
1912         init_param2(physmem);
1913
1914         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1915
1916         /* Map the message buffer. */
1917 #if JG
1918         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1919                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1920 #endif
1921
1922         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1923
1924
1925         /* transfer to user mode */
1926
1927         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1928         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1929         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1930
1931         load_ds(_udatasel);
1932         load_es(_udatasel);
1933         load_fs(_udatasel);
1934
1935         /* setup proc 0's pcb */
1936         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1937         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1938         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1939         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1940
1941         /* Location of kernel stack for locore */
1942         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1947  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1948  * data space were allocated in locore.
1949  *
1950  * Note: the idlethread's cpl is 0
1951  *
1952  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1953  */
1954 void
1955 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1956 {
1957         if (cpu)
1958                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1959
1960         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1961                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1962                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1963                         0, &gd->mi);
1964         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1965         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1966         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1967         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1968 }
1969
1970 int
1971 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1972 {
1973         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1974             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1975                 return (TRUE);
1976         }
1977         return (FALSE);
1978 }
1979
1980 struct globaldata *
1981 globaldata_find(int cpu)
1982 {
1983         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1984         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1985 }
1986
1987 int
1988 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1989 {
1990         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1991         return (0);
1992 }
1993
1994 int
1995 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1996 {
1997         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1998         return (0);
1999 }
2000
2001 int
2002 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2003 {
2004         struct trapframe *tp;
2005
2006         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2007         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2008         return (0);
2009 }
2010
2011 int
2012 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2013 {
2014         struct trapframe *tp;
2015
2016         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2017         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2018             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2019                 return (EINVAL);
2020         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2021         return (0);
2022 }
2023
2024 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2025 static void
2026 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2027 {
2028         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2029         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2030         int i;
2031
2032         /* FPU control/status */
2033         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2034         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2035         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2036         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2037         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2038         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2039         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2040         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2041
2042         /* FPU registers */
2043         for (i = 0; i < 8; ++i)
2044                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2045 }
2046
2047 static void
2048 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2049 {
2050         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2051         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2052         int i;
2053
2054         /* FPU control/status */
2055         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2056         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2057         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2058         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2059         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2060         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2061         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2062         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2063
2064         /* FPU registers */
2065         for (i = 0; i < 8; ++i)
2066                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2067 }
2068 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2069
2070 int
2071 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2072 {
2073 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2074         if (cpu_fxsr) {
2075                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2076                                 (struct save87 *)fpregs);
2077                 return (0);
2078         }
2079 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2080         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2081         return (0);
2082 }
2083
2084 int
2085 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2086 {
2087 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2088         if (cpu_fxsr) {
2089                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2090                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2091                 return (0);
2092         }
2093 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2094         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2095         return (0);
2096 }
2097
2098 int
2099 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2100 {
2101         if (lp == NULL) {
2102                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2103                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2104                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2105                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2106                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2107                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2108                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2109                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2110         } else {
2111                 struct pcb *pcb;
2112
2113                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2114                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2115                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2116                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2117                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2118                 dbregs->dr[4] = 0;
2119                 dbregs->dr[5] = 0;
2120                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2121                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2122         }
2123         return (0);
2124 }
2125
2126 int
2127 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2128 {
2129         if (lp == NULL) {
2130                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2131                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2132                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2133                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2134                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2135                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2136                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2137                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2138         } else {
2139                 struct pcb *pcb;
2140                 struct ucred *ucred;
2141                 int i;
2142                 uint64_t mask1, mask2;
2143
2144                 /*
2145                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2146                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2147                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2148                  * TRCTRAP.
2149                  */
2150                 /* JG this loop looks unreadable */
2151                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2152                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2153                  */
2154                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2155                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2156                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2157                  * carried to decide if it is safe and useful to
2158                  * provide access to that capability
2159                  */
2160                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2161                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2162                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2163                                 return (EINVAL);
2164                 
2165                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2166                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2167
2168                 /*
2169                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2170                  * process's address space.  If a process could do this, it
2171                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2172                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2173                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2174                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2175                  * uid 0.
2176                  *
2177                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2178                  * address space is written into from within the kernel
2179                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2180                  * from within kernel mode?
2181                  */
2182
2183                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2184                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2185                                 /* dr0 is enabled */
2186                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2187                                         return (EINVAL);
2188                         }
2189
2190                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2191                                 /* dr1 is enabled */
2192                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2193                                         return (EINVAL);
2194                         }
2195
2196                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2197                                 /* dr2 is enabled */
2198                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2199                                         return (EINVAL);
2200                         }
2201
2202                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2203                                 /* dr3 is enabled */
2204                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2205                                         return (EINVAL);
2206                         }
2207                 }
2208
2209                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2210                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2211                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2212                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2213                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2214                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2215
2216                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2217         }
2218
2219         return (0);
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2224  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2225  */
2226 int
2227 user_dbreg_trap(void)
2228 {
2229         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2230         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2231         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2232         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2233         int i;
2234         
2235         dr7 = rdr7();
2236         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2237                 /*
2238                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2239                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2240                  * hardware debug registers
2241                  */
2242                 return 0;
2243         }
2244
2245         nbp = 0;
2246         dr6 = rdr6();
2247         bp = dr6 & 0xf;
2248
2249         if (bp == 0) {
2250                 /*
2251                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2252                  * trap was not caused by any of the debug registers
2253                  */
2254                 return 0;
2255         }
2256
2257         /*
2258          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2259          * which ones and if any of them are user space addresses
2260          */
2261
2262         if (bp & 0x01) {
2263                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2264         }
2265         if (bp & 0x02) {
2266                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2267         }
2268         if (bp & 0x04) {
2269                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2270         }
2271         if (bp & 0x08) {
2272                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2273         }
2274
2275         for (i=0; i<nbp; i++) {
2276                 if (addr[i] <
2277                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2278                         /*
2279                          * addr[i] is in user space
2280                          */
2281                         return nbp;
2282                 }
2283         }
2284
2285         /*
2286          * None of the breakpoints are in user space.
2287          */
2288         return 0;
2289 }
2290
2291
2292 #ifndef DDB
2293 void
2294 Debugger(const char *msg)
2295 {
2296         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2297 }
2298 #endif /* no DDB */
2299
2300 #ifdef DDB
2301
2302 /*
2303  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2304  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2305  * called inside DDB.
2306  *
2307  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2308  */
2309
2310 #undef inb
2311 #undef outb
2312
2313 /* silence compiler warnings */
2314 u_char inb(u_int);
2315 void outb(u_int, u_char);
2316
2317 u_char
2318 inb(u_int port)
2319 {
2320         u_char  data;
2321         /*
2322          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2323          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2324          * if we tell it to load (u_short) port.
2325          */
2326         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2327         return (data);
2328 }
2329
2330 void
2331 outb(u_int port, u_char data)
2332 {
2333         u_char  al;
2334         /*
2335          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2336          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2337          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2338          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2339          */
2340         al = data;
2341         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2342 }
2343
2344 #endif /* DDB */
2345
2346
2347
2348 #include "opt_cpu.h"
2349
2350
2351 /*
2352  * initialize all the SMP locks
2353  */
2354
2355 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2356 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2357
2358 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2359 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2360
2361 /* critical region around INTR() routines */
2362 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2363
2364 /* lock region used by kernel profiling */
2365 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2366
2367 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2368 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2369
2370 /* lock regions around the clock hardware */
2371 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2372
2373 static void
2374 init_locks(void)
2375 {
2376 #ifdef SMP
2377         /*
2378          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2379          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2380          */
2381         cpu_get_initial_mplock();
2382 #endif
2383         /* DEPRECATED */
2384         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2385         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2386         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2387         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2388         spin_lock_init(&com_spinlock);
2389         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2390
2391         /* our token pool needs to work early */
2392         lwkt_token_pool_init();
2393 }
2394