x86_64: Remove old IOAPIC code
[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 #include "opt_apic.h"
55
56 #include <sys/param.h>
57 #include <sys/systm.h>
58 #include <sys/sysproto.h>
59 #include <sys/signalvar.h>
60 #include <sys/kernel.h>
61 #include <sys/linker.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/priv.h>
65 #include <sys/buf.h>
66 #include <sys/reboot.h>
67 #include <sys/mbuf.h>
68 #include <sys/msgbuf.h>
69 #include <sys/sysent.h>
70 #include <sys/sysctl.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/bus.h>
73 #include <sys/upcall.h>
74 #include <sys/usched.h>
75 #include <sys/reg.h>
76
77 #include <vm/vm.h>
78 #include <vm/vm_param.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_object.h>
82 #include <vm/vm_page.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_pager.h>
85 #include <vm/vm_extern.h>
86
87 #include <sys/thread2.h>
88 #include <sys/mplock2.h>
89
90 #include <sys/user.h>
91 #include <sys/exec.h>
92 #include <sys/cons.h>
93
94 #include <ddb/ddb.h>
95
96 #include <machine/cpu.h>
97 #include <machine/clock.h>
98 #include <machine/specialreg.h>
99 #if JG
100 #include <machine/bootinfo.h>
101 #endif
102 #include <machine/md_var.h>
103 #include <machine/metadata.h>
104 #include <machine/pc/bios.h>
105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
107 #include <machine/smp.h>
108 #ifdef PERFMON
109 #include <machine/perfmon.h>
110 #endif
111 #include <machine/cputypes.h>
112 #include <machine/intr_machdep.h>
113
114 #ifdef OLD_BUS_ARCH
115 #include <bus/isa/isa_device.h>
116 #endif
117 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
118 #include <bus/isa/rtc.h>
119 #include <sys/random.h>
120 #include <sys/ptrace.h>
121 #include <machine/sigframe.h>
122
123 #include <sys/machintr.h>
124 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
125 #include <machine_base/icu/elcr_var.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 static int
178 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
179 {
180         u_long pmem = ctob(physmem);
181
182         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
183         return (error);
184 }
185
186 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
187         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
188
189 static int
190 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
191 {
192         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
193                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
194         return (error);
195 }
196
197 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
198         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
199
200 static int
201 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
202 {
203         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
204                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
205         return (error);
206 }
207
208 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
209         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
210
211 vm_paddr_t Maxmem;
212 vm_paddr_t Realmem;
213
214 /*
215  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
216  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
217  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
218  * PHYSSEG entries.
219  */
220 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
221
222 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
223 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
224
225 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
226 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
227 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
228
229 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
230 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
231 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
232 static struct trapframe proc0_tf;
233
234 static void
235 cpu_startup(void *dummy)
236 {
237         caddr_t v;
238         vm_size_t size = 0;
239         vm_offset_t firstaddr;
240
241         /*
242          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
243          */
244         kprintf("%s", version);
245         startrtclock();
246         printcpuinfo();
247         panicifcpuunsupported();
248 #ifdef PERFMON
249         perfmon_init();
250 #endif
251         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
252                 (intmax_t)Realmem,
253                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
254         /*
255          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
256          */
257         if (bootverbose) {
258                 int indx;
259
260                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
261                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
262                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
263
264                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
265                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
266                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
267                                 (intmax_t)size1,
268                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
269                 }
270         }
271
272         /*
273          * Allocate space for system data structures.
274          * The first available kernel virtual address is in "v".
275          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
276          * As pages of memory are allocated and cleared,
277          * "firstaddr" is incremented.
278          * An index into the kernel page table corresponding to the
279          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
280          */
281
282         /*
283          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
284          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
285          * addresses to the various data structures.
286          */
287         firstaddr = 0;
288 again:
289         v = (caddr_t)firstaddr;
290
291 #define valloc(name, type, num) \
292             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
293 #define valloclim(name, type, num, lim) \
294             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
295
296         /*
297          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
298          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
299          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
300          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
301          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
302          * maxbcache bytes.
303          *
304          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
305          */
306         if (nbuf == 0) {
307                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
308                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
309
310                 nbuf = 50;
311                 if (kbytes > 4096)
312                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
313                 if (kbytes > 65536)
314                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
315                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
316                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
317         }
318
319         /*
320          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
321          * kernel_map.
322          */
323         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
324                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
325                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
326         }
327
328         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
329 #ifdef NSWBUF_MIN
330         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
331                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
332 #endif
333 #ifdef DIRECTIO
334         ffs_rawread_setup();
335 #endif
336
337         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
338         valloc(buf, struct buf, nbuf);
339
340         /*
341          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
342          */
343         if (firstaddr == 0) {
344                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
345                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
346                 if (firstaddr == 0)
347                         panic("startup: no room for tables");
348                 goto again;
349         }
350
351         /*
352          * End of second pass, addresses have been assigned
353          */
354         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
355                 panic("startup: table size inconsistency");
356
357         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
358                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
359         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
360                       (nbuf*BKVASIZE));
361         buffer_map.system_map = 1;
362         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
363                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
364         pager_map.system_map = 1;
365
366 #if defined(USERCONFIG)
367         userconfig();
368         cninit();               /* the preferred console may have changed */
369 #endif
370
371         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
372                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
373                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
374
375         /*
376          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
377          */
378         bufinit();
379         vm_pager_bufferinit();
380
381         /* Log ELCR information */
382         elcr_dump();
383
384 #ifdef SMP
385         /*
386          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
387          */
388         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
389         mp_announce();
390 #else
391         MachIntrABI.finalize();
392 #endif  /* SMP */
393         cpu_setregs();
394 }
395
396 /*
397  * Send an interrupt to process.
398  *
399  * Stack is set up to allow sigcode stored
400  * at top to call routine, followed by kcall
401  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
402  * resets the signal mask, the stack, and the
403  * frame pointer, it returns to the user
404  * specified pc, psl.
405  */
406 void
407 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
408 {
409         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
410         struct proc *p = lp->lwp_proc;
411         struct trapframe *regs;
412         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
413         struct sigframe sf, *sfp;
414         int oonstack;
415         char *sp;
416
417         regs = lp->lwp_md.md_regs;
418         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
419
420         /* Save user context */
421         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
422         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
423         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
424         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
425         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
426         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
427
428         /* Make the size of the saved context visible to userland */
429         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
430
431         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
432         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
433                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
434
435         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
436         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
437             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
438                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
439                               sizeof(struct sigframe));
440                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
441         } else {
442                 /* We take red zone into account */
443                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
444         }
445
446         /* Align to 16 bytes */
447         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
448
449         /* Translate the signal is appropriate */
450         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
451                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
452                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
453         }
454
455         /*
456          * Build the argument list for the signal handler.
457          *
458          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
459          */
460         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
461         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
462
463         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
464                 /*
465                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
466                  *
467                  * action(signo, siginfo, ucontext)
468                  */
469                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
470                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
471                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
472
473                 /* fill siginfo structure */
474                 sf.sf_si.si_signo = sig;
475                 sf.sf_si.si_code = code;
476                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
477         } else {
478                 /*
479                  * Old FreeBSD-style arguments.
480                  *
481                  * handler (signo, code, [uc], addr)
482                  */
483                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
484                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
485                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
486         }
487
488         /*
489          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
490          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
491          * eflags.
492          */
493 #if JG
494         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
495                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
496                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
497
498                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
499                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
500                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
501                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
502
503                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
504                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
505                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
506                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
507
508                 /*
509                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
510                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
511                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
512                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
513                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
514                  */
515                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
516         }
517 #endif
518
519         /*
520          * Save the FPU state and reinit the FP unit
521          */
522         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
523
524         /*
525          * Copy the sigframe out to the user's stack.
526          */
527         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
528                 /*
529                  * Something is wrong with the stack pointer.
530                  * ...Kill the process.
531                  */
532                 sigexit(lp, SIGILL);
533         }
534
535         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
536         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
537
538         /*
539          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
540          * on function entry
541          */
542         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
543
544         /*
545          * 64 bit mode has a code and stack selector but
546          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
547          * stored in-context.
548          */
549         regs->tf_cs = _ucodesel;
550         regs->tf_ss = _udatasel;
551 }
552
553 /*
554  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
555  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
556  * issue.
557  *
558  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
559  * bad idea?
560  */
561 int
562 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
563 {
564         frame->tf_cs = _ucodesel;
565         frame->tf_ss = _udatasel;
566         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
567         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
568         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
569
570         return(0);
571 }
572
573 /*
574  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
575  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
576  */
577 int
578 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
579 {
580         return(0);
581 }
582
583 /*
584  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
585  *
586  * System call to cleanup state after a signal
587  * has been taken.  Reset signal mask and
588  * stack state from context left by sendsig (above).
589  * Return to previous pc and psl as specified by
590  * context left by sendsig. Check carefully to
591  * make sure that the user has not modified the
592  * state to gain improper privileges.
593  *
594  * MPSAFE
595  */
596 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
597 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
598
599 int
600 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
601 {
602         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
603         struct proc *p = lp->lwp_proc;
604         struct trapframe *regs;
605         ucontext_t uc;
606         ucontext_t *ucp;
607         register_t rflags;
608         int cs;
609         int error;
610
611         /*
612          * We have to copy the information into kernel space so userland
613          * can't modify it while we are sniffing it.
614          */
615         regs = lp->lwp_md.md_regs;
616         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
617         if (error)
618                 return (error);
619         ucp = &uc;
620         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
621
622         /* VM (8086) mode not supported */
623         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
624
625 #if JG
626         if (eflags & PSL_VM) {
627                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
628                 struct vm86_kernel *vm86;
629
630                 /*
631                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
632                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
633                  */
634                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
635                         return (EINVAL);
636                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
637                 if (vm86->vm86_inited == 0)
638                         return (EINVAL);
639
640                 /* go back to user mode if both flags are set */
641                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
642                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
643
644                 if (vm86->vm86_has_vme) {
645                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
646                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
647                 } else {
648                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
649                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
650                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
651                 }
652                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
653                 tf->tf_eflags = eflags;
654                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
655                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
656                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
657                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
658                 tf->tf_ds = _udatasel;
659                 tf->tf_es = _udatasel;
660                 tf->tf_fs = _udatasel;
661                 tf->tf_gs = _udatasel;
662         } else
663 #endif
664         {
665                 /*
666                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
667                  */
668                 /*
669                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
670                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
671                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
672                  * the signal context during signal handling and there is no
673                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
674                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
675                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
676                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
677                  */
678                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
679                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
680                         return(EINVAL);
681                 }
682
683                 /*
684                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
685                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
686                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
687                  */
688                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
689                 if (!CS_SECURE(cs)) {
690                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
691                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
692                         return(EINVAL);
693                 }
694                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
695         }
696
697         /*
698          * Restore the FPU state from the frame
699          */
700         crit_enter();
701         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
702
703         /*
704          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
705          * semantics against system calls.
706          */
707         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
708                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
709
710         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
711                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
712         else
713                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
714
715         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
716         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
717         crit_exit();
718         return(EJUSTRETURN);
719 }
720
721 /*
722  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
723  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
724  * already been pushed on the stack.
725  */
726 struct upc_frame {
727         register_t      rax;
728         register_t      rcx;
729         register_t      rdx;
730         register_t      flags;
731         register_t      oldip;
732 };
733
734 void
735 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
736 {
737         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
738         struct trapframe *regs;
739         struct upcall upcall;
740         struct upc_frame upc_frame;
741         int     crit_count = 0;
742
743         /*
744          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
745          * context, switch back to the virtual kernel context before
746          * trying to post the signal.
747          */
748         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
749                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
750                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
751         }
752
753         /*
754          * Get the upcall data structure
755          */
756         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
757             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
758         ) {
759                 vu->vu_pending = 0;
760                 kprintf("bad upcall address\n");
761                 return;
762         }
763
764         /*
765          * If the data structure is already marked pending or has a critical
766          * section count, mark the data structure as pending and return 
767          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
768          */
769         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
770                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
771                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
772                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
773                                 sizeof(upcall.upc_pending));
774                 }
775                 return;
776         }
777
778         /*
779          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
780          *
781          * Bump our critical section count and set or clear the
782          * user pending flag depending on whether more upcalls are
783          * pending.  The user will be responsible for calling 
784          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
785          */
786         vu->vu_pending = 0;
787         upcall.upc_pending = morepending;
788         ++crit_count;
789         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
790                 sizeof(upcall.upc_pending));
791         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
792                 sizeof(int));
793
794         /*
795          * Construct a stack frame and issue the upcall
796          */
797         regs = lp->lwp_md.md_regs;
798         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
799         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
800         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
801         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
802         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
803         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
804             sizeof(upc_frame)) != 0) {
805                 kprintf("bad stack on upcall\n");
806         } else {
807                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
808                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
809                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
810                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
811                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
812         }
813 }
814
815 /*
816  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
817  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
818  * being overwritten by the syscall return value.
819  *
820  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
821  * and the function pointer in %eax.  
822  */
823 int
824 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
825 {
826         struct upc_frame upc_frame;
827         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
828         struct trapframe *regs;
829         int error;
830         struct upcall upcall;
831         int crit_count;
832
833         regs = lp->lwp_md.md_regs;
834
835         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
836         if (error == 0) {
837             if (vu) {
838                 /*
839                  * This jumps us to the next ready context.
840                  */
841                 vu->vu_pending = 0;
842                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
843                 crit_count = 0;
844                 if (error == 0)
845                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
846                 ++crit_count;
847                 if (error == 0)
848                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
849                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
850                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
851                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
852                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
853                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
854             } else {
855                 /*
856                  * This returns us to the originally interrupted code.
857                  */
858                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
859                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
860                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
861                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
862                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
863                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
864                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
865                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
866             }
867         }
868         if (error == 0)
869                 error = EJUSTRETURN;
870         return(error);
871 }
872
873 /*
874  * Machine dependent boot() routine
875  *
876  * I haven't seen anything to put here yet
877  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
878  */
879 void
880 cpu_boot(int howto)
881 {
882 }
883
884 /*
885  * Shutdown the CPU as much as possible
886  */
887 void
888 cpu_halt(void)
889 {
890         for (;;)
891                 __asm__ __volatile("hlt");
892 }
893
894 /*
895  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
896  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
897  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
898  *
899  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
900  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
901  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
902  * critical section.
903  *
904  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
905  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
906  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
907  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
908  *
909  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
910  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
911  *
912  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
913  *       must occur before it starts using ACPI halt.
914  */
915 static int      cpu_idle_hlt = 2;
916 static int      cpu_idle_hltcnt;
917 static int      cpu_idle_spincnt;
918 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
919 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
920     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
921 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
922     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
923 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
924     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
925 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
926     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
927
928 static void
929 cpu_idle_default_hook(void)
930 {
931         /*
932          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
933          * following the sti.
934          */
935         __asm __volatile("sti; hlt");
936 }
937
938 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
939 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
940
941 void
942 cpu_idle(void)
943 {
944         globaldata_t gd = mycpu;
945         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
946         int reqflags;
947         int quick;
948
949         crit_exit();
950         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
951         for (;;) {
952                 /*
953                  * See if there are any LWKTs ready to go.
954                  */
955                 lwkt_switch();
956
957                 /*
958                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
959                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
960                  * splz() does the job.
961                  *
962                  * cpu_idle_hlt:
963                  *      0       Never halt, just spin
964                  *
965                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
966                  *              This typically eats more power than the
967                  *              ACPI halt.
968                  *
969                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
970                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
971                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
972                  *
973                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
974                  *              eats the least amount of power but the cpu
975                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
976                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
977                  *
978                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
979                  *       section.
980                  *
981                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
982                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
983                  *       it overflows.
984                  */
985                 ++gd->gd_idle_repeat;
986                 reqflags = gd->gd_reqflags;
987                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
988                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
989                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
990
991                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
992                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
993                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
994                         ++cpu_idle_hltcnt;
995                 } else if (cpu_idle_hlt) {
996                         __asm __volatile("cli");
997                         splz();
998                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
999                                 if (quick)
1000                                         cpu_idle_default_hook();
1001                                 else
1002                                         cpu_idle_hook();
1003                         }
1004                         __asm __volatile("sti");
1005                         ++cpu_idle_hltcnt;
1006                 } else {
1007                         splz();
1008                         __asm __volatile("sti");
1009                         ++cpu_idle_spincnt;
1010                 }
1011         }
1012 }
1013
1014 #ifdef SMP
1015
1016 /*
1017  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1018  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1019  * we let it spin.
1020  */
1021 void
1022 cpu_spinlock_contested(void)
1023 {
1024         cpu_pause();
1025 }
1026
1027 #endif
1028
1029 /*
1030  * Clear registers on exec
1031  */
1032 void
1033 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1034 {
1035         struct thread *td = curthread;
1036         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1037         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1038         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1039
1040         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1041         user_ldt_free(pcb);
1042   
1043         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1044         regs->tf_rip = entry;
1045         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1046         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1047         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1048         regs->tf_ss = _udatasel;
1049         regs->tf_cs = _ucodesel;
1050         regs->tf_rbx = ps_strings;
1051
1052         /*
1053          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1054          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1055          */
1056         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1057                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1058                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1059                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1060                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1061                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1062                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1063                 if (pcb == td->td_pcb) {
1064                         /*
1065                          * Clear the debug registers on the running
1066                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1067                          * the next process we switch to.
1068                          */
1069                         reset_dbregs();
1070                 }
1071                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1072         }
1073
1074         /*
1075          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1076          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1077          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1078          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1079          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1080          */
1081         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1082
1083         /*
1084          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1085          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1086          *       may panic in npxdna().
1087          */
1088         crit_enter();
1089         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1090
1091         /*
1092          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1093          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1094          *       code knows what the current MSR values are.
1095          */
1096         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1097         pcb->pcb_gsbase = 0;
1098         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1099         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1100         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1101         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1102
1103         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1104         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1105         crit_exit();
1106
1107         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1108         pcb->pcb_es = _udatasel;
1109         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1110         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1111 }
1112
1113 void
1114 cpu_setregs(void)
1115 {
1116         register_t cr0;
1117
1118         cr0 = rcr0();
1119         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1120         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1121         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1122         load_cr0(cr0);
1123         load_gs(_udatasel);
1124 }
1125
1126 static int
1127 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1128 {
1129         int error;
1130         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1131                 req);
1132         if (!error && req->newptr)
1133                 resettodr();
1134         return (error);
1135 }
1136
1137 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1138         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1139
1140 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1141         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1142
1143 #if JG
1144 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1145         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1146 #endif
1147
1148 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1149         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1150
1151 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1152 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1153         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1154
1155 /*
1156  * Initialize 386 and configure to run kernel
1157  */
1158
1159 /*
1160  * Initialize segments & interrupt table
1161  */
1162
1163 int _default_ldt;
1164 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1165 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1166 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1167 #if JG
1168 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1169 #endif
1170
1171 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1172 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1173
1174 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1175 void *proc0paddr;
1176 /* JG alignment? */
1177 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1178
1179
1180 /* software prototypes -- in more palatable form */
1181 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1182 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1183 {       0x0,                    /* segment base address  */
1184         0x0,                    /* length */
1185         0,                      /* segment type */
1186         0,                      /* segment descriptor priority level */
1187         0,                      /* segment descriptor present */
1188         0,                      /* long */
1189         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1190         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1191 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1192 {       0x0,                    /* segment base address  */
1193         0xfffff,                /* length - all address space */
1194         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1195         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1196         1,                      /* segment descriptor present */
1197         1,                      /* long */
1198         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1199         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1200 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1201 {       0x0,                    /* segment base address  */
1202         0xfffff,                /* length - all address space */
1203         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1204         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1205         1,                      /* segment descriptor present */
1206         1,                      /* long */
1207         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1208         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1209 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1210 {       0x0,                    /* segment base address  */
1211         0xfffff,                /* length - all address space */
1212         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1213         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1214         1,                      /* segment descriptor present */
1215         0,                      /* long */
1216         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1217         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1218 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1219 {       0x0,                    /* segment base address  */
1220         0xfffff,                /* length - all address space */
1221         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1222         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1223         1,                      /* segment descriptor present */
1224         0,                      /* long */
1225         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1226         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1227 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1228 {       0x0,                    /* segment base address  */
1229         0xfffff,                /* length - all address space */
1230         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1231         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1232         1,                      /* segment descriptor present */
1233         1,                      /* long */
1234         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1235         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1236 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1237 {
1238         0x0,                    /* segment base address */
1239         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1240         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1241         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1242         1,                      /* segment descriptor present */
1243         0,                      /* long */
1244         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1245         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1246 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1247 {       0x0,                    /* segment base address  */
1248         0x0,                    /* length */
1249         0,                      /* segment type */
1250         0,                      /* segment descriptor priority level */
1251         0,                      /* segment descriptor present */
1252         0,                      /* long */
1253         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1254         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1255 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1256 {       0x0,                    /* segment base address  */
1257         0xfffff,                /* length - all address space */
1258         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1259         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1260         1,                      /* segment descriptor present */
1261         0,                      /* long */
1262         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1263         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1264 };
1265
1266 void
1267 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1268 {
1269         struct gate_descriptor *ip;
1270
1271         ip = idt + idx;
1272         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1273         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1274         ip->gd_ist = ist;
1275         ip->gd_xx = 0;
1276         ip->gd_type = typ;
1277         ip->gd_dpl = dpl;
1278         ip->gd_p = 1;
1279         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1280 }
1281
1282 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1283
1284 extern inthand_t
1285         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1286         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1287         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1288         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1289         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1290         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1291
1292 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1293 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1294 #endif
1295
1296 void
1297 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1298 {
1299         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1300         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1301         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1302         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1303         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1304         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1305         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1306 }
1307
1308 void
1309 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1310 {
1311
1312         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1313         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1314         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1315         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1316         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1317         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1318         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1319         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1320         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1321         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1322 }
1323
1324 void
1325 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1326     struct system_segment_descriptor *sd)
1327 {
1328
1329         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1330         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1331         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1332         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1333         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1334         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1335         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1336         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1337 }
1338
1339 /*
1340  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1341  * available physical memory in the system, then test this memory and
1342  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1343  *
1344  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1345  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1346  *
1347  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1348  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1349  *
1350  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1351  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1352  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1353  *
1354  * XXX first should be vm_paddr_t.
1355  */
1356
1357 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1358 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1359
1360 static void
1361 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1362 {
1363         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1364         int i, j;
1365         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1366         vm_paddr_t pa;
1367         vm_paddr_t msgbuf_size;
1368         u_long physmem_tunable;
1369         pt_entry_t *pte;
1370         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1371         u_int32_t smapsize;
1372         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1373
1374         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1375         physmap_idx = 0;
1376
1377         /*
1378          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1379          *
1380          * subr_module.c says:
1381          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1382          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1383          */
1384         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1385             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1386         if (smapbase == NULL)
1387                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1388
1389         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1390         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1391
1392         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1393                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1394                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1395                             smap->type, smap->base, smap->length);
1396
1397                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1398                         continue;
1399
1400                 if (smap->length == 0)
1401                         continue;
1402
1403                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1404                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1405                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1406                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1407                                                 "memory region, ignoring "
1408                                                 "second region\n");
1409                                 }
1410                                 continue;
1411                         }
1412                 }
1413                 Realmem += smap->length;
1414
1415                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1416                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1417                         continue;
1418                 }
1419
1420                 physmap_idx += 2;
1421                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1422                         kprintf("Too many segments in the physical "
1423                                 "address map, giving up\n");
1424                         break;
1425                 }
1426                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1427                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1428         }
1429
1430 #ifdef SMP
1431         /* make hole for AP bootstrap code */
1432         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1433
1434         /* Save EBDA address, if any */
1435         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1436         ebda_addr <<= 4;
1437 #endif
1438
1439         /*
1440          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1441          * highest page of the physical address space.  It should be
1442          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1443          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1444          */
1445         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1446
1447 #ifdef MAXMEM
1448         Maxmem = MAXMEM / 4;
1449 #endif
1450
1451         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1452                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1453
1454         /*
1455          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1456          * in the system.
1457          */
1458         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1459                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1460
1461         /*
1462          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1463          */
1464         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1465                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1466                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1467         }
1468
1469         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1470             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1471                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1472         }
1473
1474         /*
1475          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1476          *
1477          * Mask off page 0.
1478          */
1479         pmap_bootstrap(&first);
1480         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1481
1482         /*
1483          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1484          * exceeding Maxmem.
1485          */
1486         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1487                 if (physmap[i+1] > ptoa((vm_paddr_t)Maxmem))
1488                         physmap[i+1] = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1489                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1490                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1491                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1492
1493                 physmap[j] = physmap[i];
1494                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1495
1496                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1497                         j += 2;
1498         }
1499         physmap_idx = j - 2;
1500
1501         /*
1502          * Align anything else used in the validation loop.
1503          */
1504         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1505
1506         /*
1507          * Size up each available chunk of physical memory.
1508          */
1509         pa_indx = 0;
1510         da_indx = 1;
1511         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1512         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1513         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1514         pte = CMAP1;
1515
1516         /*
1517          * Get dcons buffer address
1518          */
1519         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1520             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1521                 dcons_addr = 0;
1522
1523         /*
1524          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1525          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1526          * of PAGE_SIZE.
1527          */
1528         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1529                 vm_paddr_t end;
1530
1531                 end = physmap[i + 1];
1532
1533                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1534                         int tmp, page_bad, full;
1535                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1536
1537                         full = FALSE;
1538                         /*
1539                          * block out kernel memory as not available.
1540                          */
1541                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1542                                 goto do_dump_avail;
1543
1544                         /*
1545                          * block out dcons buffer
1546                          */
1547                         if (dcons_addr > 0
1548                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1549                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1550                                 goto do_dump_avail;
1551                         }
1552
1553                         page_bad = FALSE;
1554
1555                         /*
1556                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1557                          */
1558                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1559                         cpu_invltlb();
1560
1561                         tmp = *(int *)ptr;
1562                         /*
1563                          * Test for alternating 1's and 0's
1564                          */
1565                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1566                         cpu_mfence();
1567                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1568                                 page_bad = TRUE;
1569                         /*
1570                          * Test for alternating 0's and 1's
1571                          */
1572                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1573                         cpu_mfence();
1574                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1575                                 page_bad = TRUE;
1576                         /*
1577                          * Test for all 1's
1578                          */
1579                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1580                         cpu_mfence();
1581                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1582                                 page_bad = TRUE;
1583                         /*
1584                          * Test for all 0's
1585                          */
1586                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1587                         cpu_mfence();
1588                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1589                                 page_bad = TRUE;
1590                         /*
1591                          * Restore original value.
1592                          */
1593                         *(int *)ptr = tmp;
1594
1595                         /*
1596                          * Adjust array of valid/good pages.
1597                          */
1598                         if (page_bad == TRUE)
1599                                 continue;
1600                         /*
1601                          * If this good page is a continuation of the
1602                          * previous set of good pages, then just increase
1603                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1604                          * Note that "end" points one higher than end,
1605                          * making the range >= start and < end.
1606                          * If we're also doing a speculative memory
1607                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1608                          * so that we keep going. The first bad page
1609                          * will terminate the loop.
1610                          */
1611                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1612                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1613                         } else {
1614                                 pa_indx++;
1615                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1616                                         kprintf(
1617                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1618                                         pa_indx--;
1619                                         full = TRUE;
1620                                         goto do_dump_avail;
1621                                 }
1622                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1623                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1624                         }
1625                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1626 do_dump_avail:
1627                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1628                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1629                         } else {
1630                                 da_indx++;
1631                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1632                                         da_indx--;
1633                                         goto do_next;
1634                                 }
1635                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1636                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1637                         }
1638 do_next:
1639                         if (full)
1640                                 break;
1641                 }
1642         }
1643         *pte = 0;
1644         cpu_invltlb();
1645
1646         /*
1647          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1648          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1649          * calculation, etc.).
1650          */
1651         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1652
1653         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1654                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1655                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1656                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1657                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1658         }
1659
1660         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1661
1662         /* Trim off space for the message buffer. */
1663         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1664
1665         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1666
1667         /* Map the message buffer. */
1668         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1669                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1670                             phys_avail[pa_indx] + off);
1671         }
1672 }
1673
1674 #ifdef SMP
1675 #ifdef APIC_IO
1676 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1677 #else
1678 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1679 #endif
1680 #endif
1681
1682 struct machintr_abi MachIntrABI;
1683
1684 /*
1685  * IDT VECTORS:
1686  *      0       Divide by zero
1687  *      1       Debug
1688  *      2       NMI
1689  *      3       BreakPoint
1690  *      4       OverFlow
1691  *      5       Bound-Range
1692  *      6       Invalid OpCode
1693  *      7       Device Not Available (x87)
1694  *      8       Double-Fault
1695  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1696  *      10      Invalid-TSS
1697  *      11      Segment not present
1698  *      12      Stack
1699  *      13      General Protection
1700  *      14      Page Fault
1701  *      15      Reserved
1702  *      16      x87 FP Exception pending
1703  *      17      Alignment Check
1704  *      18      Machine Check
1705  *      19      SIMD floating point
1706  *      20-31   reserved
1707  *      32-255  INTn/external sources
1708  */
1709 u_int64_t
1710 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1711 {
1712         caddr_t kmdp;
1713         int gsel_tss, x;
1714 #if JG
1715         int metadata_missing, off;
1716 #endif
1717         struct mdglobaldata *gd;
1718         u_int64_t msr;
1719
1720         /*
1721          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1722          */
1723         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1724         bzero(gd, sizeof(*gd));
1725
1726         /*
1727          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1728          * early in the boot sequence because the system assumes
1729          * that 'curthread' is never NULL.
1730          */
1731
1732         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1733         thread0.td_gd = &gd->mi;
1734
1735         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1736
1737 #if JG
1738         metadata_missing = 0;
1739         if (bootinfo.bi_modulep) {
1740                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1741                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1742         } else {
1743                 metadata_missing = 1;
1744         }
1745         if (bootinfo.bi_envp)
1746                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1747 #endif
1748
1749         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1750         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1751         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1752         if (kmdp == NULL)
1753                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1754         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1755         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1756 #ifdef DDB
1757         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1758         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1759 #endif
1760
1761         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1762                 bootverbose++;
1763
1764         /*
1765          * Default MachIntrABI to ICU
1766          */
1767         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1768 #ifdef SMP
1769         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1770 #endif
1771
1772         /*
1773          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1774          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1775          */
1776         ncpus = 1;
1777         ncpus2 = 1;
1778         ncpus_fit = 1;
1779         /* Init basic tunables, hz etc */
1780         init_param1();
1781
1782         /*
1783          * make gdt memory segments
1784          */
1785         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1786                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1787
1788         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1789
1790         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1791                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1792                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1793         }
1794         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1795             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1796
1797         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1798         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1799         lgdt(&r_gdt);
1800
1801         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1802         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1803         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1804
1805         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1806         cpu_gdinit(gd, 0);
1807         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1808         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1809         safepri = TDPRI_MAX;
1810
1811         /* spinlocks and the BGL */
1812         init_locks();
1813
1814         /* exceptions */
1815         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1816                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1817         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1818         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1819         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1820         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1821         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1822         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1823         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1824         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1825         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1826         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1827         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1828         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1829         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1830         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1831         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1832         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1833         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1834         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1835         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1836
1837         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1838         r_idt.rd_base = (long) idt;
1839         lidt(&r_idt);
1840
1841         /*
1842          * Initialize the console before we print anything out.
1843          */
1844         cninit();
1845
1846 #if JG
1847         if (metadata_missing)
1848                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1849 #endif
1850
1851 #if     NISA >0
1852         elcr_probe();
1853         isa_defaultirq();
1854 #endif
1855         rand_initialize();
1856
1857         /*
1858          * Initialize IRQ mapping
1859          *
1860          * NOTE:
1861          * SHOULD be after elcr_probe()
1862          */
1863         MachIntrABI_ICU.initmap();
1864 #ifdef SMP
1865         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1866 #endif
1867
1868 #ifdef DDB
1869         kdb_init();
1870         if (boothowto & RB_KDB)
1871                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1872 #endif
1873
1874 #if JG
1875         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1876         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1877         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1878 #endif
1879         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1880         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1881
1882         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1883         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1884                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1885                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1886         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1887         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1888
1889         /* double fault stack */
1890         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1891                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1892                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1893
1894         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1895         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1896
1897         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1898         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1899         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1900         ltr(gsel_tss);
1901
1902         /* Set up the fast syscall stuff */
1903         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1904         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1905         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1906         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1907         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1908               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1909         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1910         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1911
1912         getmemsize(kmdp, physfree);
1913         init_param2(physmem);
1914
1915         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1916
1917         /* Map the message buffer. */
1918 #if JG
1919         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1920                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1921 #endif
1922
1923         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1924
1925
1926         /* transfer to user mode */
1927
1928         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1929         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1930         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1931
1932         load_ds(_udatasel);
1933         load_es(_udatasel);
1934         load_fs(_udatasel);
1935
1936         /* setup proc 0's pcb */
1937         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1938         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1939         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1940         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1941
1942         /* Location of kernel stack for locore */
1943         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1948  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1949  * data space were allocated in locore.
1950  *
1951  * Note: the idlethread's cpl is 0
1952  *
1953  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1954  */
1955 void
1956 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1957 {
1958         if (cpu)
1959                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1960
1961         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1962                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1963                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1964                         0, &gd->mi);
1965         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1966         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1967         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1968         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1969 }
1970
1971 int
1972 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1973 {
1974         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1975             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1976                 return (TRUE);
1977         }
1978         return (FALSE);
1979 }
1980
1981 struct globaldata *
1982 globaldata_find(int cpu)
1983 {
1984         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1985         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1986 }
1987
1988 int
1989 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1990 {
1991         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1992         return (0);
1993 }
1994
1995 int
1996 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1997 {
1998         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1999         return (0);
2000 }
2001
2002 int
2003 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2004 {
2005         struct trapframe *tp;
2006
2007         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2008         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2009         return (0);
2010 }
2011
2012 int
2013 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2014 {
2015         struct trapframe *tp;
2016
2017         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2018         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2019             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2020                 return (EINVAL);
2021         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2022         return (0);
2023 }
2024
2025 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2026 static void
2027 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2028 {
2029         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2030         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2031         int i;
2032
2033         /* FPU control/status */
2034         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2035         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2036         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2037         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2038         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2039         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2040         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2041         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2042
2043         /* FPU registers */
2044         for (i = 0; i < 8; ++i)
2045                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2046 }
2047
2048 static void
2049 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2050 {
2051         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2052         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2053         int i;
2054
2055         /* FPU control/status */
2056         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2057         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2058         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2059         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2060         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2061         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2062         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2063         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2064
2065         /* FPU registers */
2066         for (i = 0; i < 8; ++i)
2067                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2068 }
2069 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2070
2071 int
2072 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2073 {
2074 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2075         if (cpu_fxsr) {
2076                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2077                                 (struct save87 *)fpregs);
2078                 return (0);
2079         }
2080 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2081         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2082         return (0);
2083 }
2084
2085 int
2086 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2087 {
2088 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2089         if (cpu_fxsr) {
2090                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2091                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2092                 return (0);
2093         }
2094 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2095         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2096         return (0);
2097 }
2098
2099 int
2100 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2101 {
2102         if (lp == NULL) {
2103                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2104                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2105                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2106                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2107                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2108                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2109                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2110                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2111         } else {
2112                 struct pcb *pcb;
2113
2114                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2115                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2116                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2117                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2118                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2119                 dbregs->dr[4] = 0;
2120                 dbregs->dr[5] = 0;
2121                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2122                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2123         }
2124         return (0);
2125 }
2126
2127 int
2128 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2129 {
2130         if (lp == NULL) {
2131                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2132                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2133                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2134                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2135                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2136                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2137                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2138                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2139         } else {
2140                 struct pcb *pcb;
2141                 struct ucred *ucred;
2142                 int i;
2143                 uint64_t mask1, mask2;
2144
2145                 /*
2146                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2147                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2148                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2149                  * TRCTRAP.
2150                  */
2151                 /* JG this loop looks unreadable */
2152                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2153                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2154                  */
2155                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2156                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2157                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2158                  * carried to decide if it is safe and useful to
2159                  * provide access to that capability
2160                  */
2161                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2162                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2163                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2164                                 return (EINVAL);
2165                 
2166                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2167                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2168
2169                 /*
2170                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2171                  * process's address space.  If a process could do this, it
2172                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2173                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2174                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2175                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2176                  * uid 0.
2177                  *
2178                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2179                  * address space is written into from within the kernel
2180                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2181                  * from within kernel mode?
2182                  */
2183
2184                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2185                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2186                                 /* dr0 is enabled */
2187                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2188                                         return (EINVAL);
2189                         }
2190
2191                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2192                                 /* dr1 is enabled */
2193                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2194                                         return (EINVAL);
2195                         }
2196
2197                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2198                                 /* dr2 is enabled */
2199                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2200                                         return (EINVAL);
2201                         }
2202
2203                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2204                                 /* dr3 is enabled */
2205                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2206                                         return (EINVAL);
2207                         }
2208                 }
2209
2210                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2211                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2212                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2213                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2214                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2215                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2216
2217                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2218         }
2219
2220         return (0);
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2225  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2226  */
2227 int
2228 user_dbreg_trap(void)
2229 {
2230         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2231         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2232         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2233         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2234         int i;
2235         
2236         dr7 = rdr7();
2237         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2238                 /*
2239                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2240                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2241                  * hardware debug registers
2242                  */
2243                 return 0;
2244         }
2245
2246         nbp = 0;
2247         dr6 = rdr6();
2248         bp = dr6 & 0xf;
2249
2250         if (bp == 0) {
2251                 /*
2252                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2253                  * trap was not caused by any of the debug registers
2254                  */
2255                 return 0;
2256         }
2257
2258         /*
2259          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2260          * which ones and if any of them are user space addresses
2261          */
2262
2263         if (bp & 0x01) {
2264                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2265         }
2266         if (bp & 0x02) {
2267                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2268         }
2269         if (bp & 0x04) {
2270                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2271         }
2272         if (bp & 0x08) {
2273                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2274         }
2275
2276         for (i=0; i<nbp; i++) {
2277                 if (addr[i] <
2278                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2279                         /*
2280                          * addr[i] is in user space
2281                          */
2282                         return nbp;
2283                 }
2284         }
2285
2286         /*
2287          * None of the breakpoints are in user space.
2288          */
2289         return 0;
2290 }
2291
2292
2293 #ifndef DDB
2294 void
2295 Debugger(const char *msg)
2296 {
2297         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2298 }
2299 #endif /* no DDB */
2300
2301 #ifdef DDB
2302
2303 /*
2304  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2305  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2306  * called inside DDB.
2307  *
2308  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2309  */
2310
2311 #undef inb
2312 #undef outb
2313
2314 /* silence compiler warnings */
2315 u_char inb(u_int);
2316 void outb(u_int, u_char);
2317
2318 u_char
2319 inb(u_int port)
2320 {
2321         u_char  data;
2322         /*
2323          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2324          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2325          * if we tell it to load (u_short) port.
2326          */
2327         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2328         return (data);
2329 }
2330
2331 void
2332 outb(u_int port, u_char data)
2333 {
2334         u_char  al;
2335         /*
2336          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2337          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2338          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2339          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2340          */
2341         al = data;
2342         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2343 }
2344
2345 #endif /* DDB */
2346
2347
2348
2349 #include "opt_cpu.h"
2350
2351
2352 /*
2353  * initialize all the SMP locks
2354  */
2355
2356 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2357 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2358
2359 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2360 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2361
2362 /* critical region around INTR() routines */
2363 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2364
2365 /* lock region used by kernel profiling */
2366 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2367
2368 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2369 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2370
2371 /* lock regions around the clock hardware */
2372 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2373
2374 static void
2375 init_locks(void)
2376 {
2377 #ifdef SMP
2378         /*
2379          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2380          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2381          */
2382         cpu_get_initial_mplock();
2383 #endif
2384         /* DEPRECATED */
2385         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2386         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2387         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2388         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2389         spin_lock_init(&com_spinlock);
2390         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2391
2392         /* our token pool needs to work early */
2393         lwkt_token_pool_init();
2394 }
2395