AMD64 - More signal handler work. Signals now appear to work.
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / amd64 / 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  * $DragonFly: src/sys/platform/pc64/amd64/machdep.c,v 1.1 2008/08/29 17:07:10 dillon Exp $
42  */
43
44 #include "use_ether.h"
45 //#include "use_npx.h"
46 #include "use_isa.h"
47 #include "opt_atalk.h"
48 #include "opt_compat.h"
49 #include "opt_cpu.h"
50 #include "opt_ddb.h"
51 #include "opt_directio.h"
52 #include "opt_inet.h"
53 #include "opt_ipx.h"
54 #include "opt_msgbuf.h"
55 #include "opt_swap.h"
56
57 #include <sys/param.h>
58 #include <sys/systm.h>
59 #include <sys/sysproto.h>
60 #include <sys/signalvar.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/linker.h>
63 #include <sys/malloc.h>
64 #include <sys/proc.h>
65 #include <sys/priv.h>
66 #include <sys/buf.h>
67 #include <sys/reboot.h>
68 #include <sys/mbuf.h>
69 #include <sys/msgbuf.h>
70 #include <sys/sysent.h>
71 #include <sys/sysctl.h>
72 #include <sys/vmmeter.h>
73 #include <sys/bus.h>
74 #include <sys/upcall.h>
75 #include <sys/usched.h>
76 #include <sys/reg.h>
77
78 #include <vm/vm.h>
79 #include <vm/vm_param.h>
80 #include <sys/lock.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/vm_object.h>
83 #include <vm/vm_page.h>
84 #include <vm/vm_map.h>
85 #include <vm/vm_pager.h>
86 #include <vm/vm_extern.h>
87
88 #include <sys/thread2.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/intr_machdep.h>       /* for inthand_t */
103 #include <machine/md_var.h>
104 #include <machine/metadata.h>
105 #include <machine/pc/bios.h>
106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
108 #include <machine/smp.h>
109 #ifdef PERFMON
110 #include <machine/perfmon.h>
111 #endif
112 #include <machine/cputypes.h>
113
114 #ifdef OLD_BUS_ARCH
115 #include <bus/isa/i386/isa_device.h>
116 #endif
117 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
118 #include <bus/isa/rtc.h>
119 #include <sys/random.h>
120 #include <sys/ptrace.h>
121 #include <machine/sigframe.h>
122
123 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
124
125 extern void init386(int first);
126 extern void dblfault_handler(void);
127 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
128
129 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
130 extern void identify_cpu(void);
131 #if JG
132 extern void finishidentcpu(void);
133 #endif
134 extern void panicifcpuunsupported(void);
135 extern void initializecpu(void);
136
137 extern void init_paging(vm_paddr_t *);
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 uint64_t common_lvl4_phys;
156 uint64_t common_lvl3_phys;
157 uint64_t IdlePTD;
158 uint64_t KPTphys;
159 uint64_t SMPptpa;
160 pt_entry_t *SMPpt;
161 pdp_entry_t *link_pdpe;
162
163
164 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
165 u_long  atdevbase;
166 #ifdef SMP
167 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
168 #else
169 int64_t tsc_offsets[1];
170 #endif
171
172 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
173 extern int swtch_optim_stats;
174 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
175         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
176 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
177         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
178 #endif
179
180 int physmem = 0;
181
182 static int
183 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
184 {
185         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
186         return (error);
187 }
188
189 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
190         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
191
192 static int
193 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
194 {
195         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
196                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
197         return (error);
198 }
199
200 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
201         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
202
203 static int
204 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
205 {
206 #if JG
207         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
208                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
209         return (error);
210 #else
211         return -1;
212 #endif
213 }
214
215 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
216         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
217
218 static int
219 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
220 {
221         int error;
222
223         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
224          * some initial nulls).
225          */
226         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
227                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
228         if(error) return(error);
229         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
230                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
231                         msgbufp->msg_bufr,req);
232         }
233         return(error);
234 }
235
236 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
237         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
238
239 static int msgbuf_clear;
240
241 static int
242 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
243 {
244         int error;
245         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
246                 req);
247         if (!error && req->newptr) {
248                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
249                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
250                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
251                 msgbuf_clear=0;
252         }
253         return (error);
254 }
255
256 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
257         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
258         "Clear kernel message buffer");
259
260 vm_paddr_t Maxmem = 0;
261
262 /*
263  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
264  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
265  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
266  * PHYSSEG entries.
267  */
268 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
269
270 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
271 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
272
273 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
274 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
275 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
276
277 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
278 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
279 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
280 static struct trapframe proc0_tf;
281
282 static void
283 cpu_startup(void *dummy)
284 {
285         caddr_t v;
286         vm_size_t size = 0;
287         vm_offset_t firstaddr;
288
289         if (boothowto & RB_VERBOSE)
290                 bootverbose++;
291
292         /*
293          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
294          */
295         kprintf("%s", version);
296         startrtclock();
297         printcpuinfo();
298         panicifcpuunsupported();
299 #ifdef PERFMON
300         perfmon_init();
301 #endif
302         kprintf("real memory  = %llu (%lluK bytes)\n",
303                 (long long)ptoa(Maxmem), (long long)ptoa(Maxmem) / 1024);
304         /*
305          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
306          */
307         if (bootverbose) {
308                 int indx;
309
310                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
311                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
312                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
313
314                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
315                             (long long)phys_avail[indx],
316                             (long long)phys_avail[indx + 1] - 1,
317                             (long long)size1,
318                             (long long)(size1 / PAGE_SIZE));
319                 }
320         }
321
322         /*
323          * Allocate space for system data structures.
324          * The first available kernel virtual address is in "v".
325          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
326          * As pages of memory are allocated and cleared,
327          * "firstaddr" is incremented.
328          * An index into the kernel page table corresponding to the
329          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
330          */
331
332         /*
333          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
334          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
335          * addresses to the various data structures.
336          */
337         firstaddr = 0;
338 again:
339         v = (caddr_t)firstaddr;
340
341 #define valloc(name, type, num) \
342             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
343 #define valloclim(name, type, num, lim) \
344             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
345
346         /*
347          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
348          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
349          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
350          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
351          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
352          * maxbcache bytes.
353          *
354          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
355          */
356         if (nbuf == 0) {
357                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
358                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
359
360                 nbuf = 50;
361                 if (kbytes > 4096)
362                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
363                 if (kbytes > 65536)
364                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
365                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
366                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
367         }
368
369         /*
370          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
371          * kernel_map.
372          */
373         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
374                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
375                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
376         }
377
378         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
379 #ifdef NSWBUF_MIN
380         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
381                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
382 #endif
383 #ifdef DIRECTIO
384         ffs_rawread_setup();
385 #endif
386
387         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
388         valloc(buf, struct buf, nbuf);
389
390         /*
391          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
392          */
393         if (firstaddr == 0) {
394                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
395                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
396                 if (firstaddr == 0)
397                         panic("startup: no room for tables");
398                 goto again;
399         }
400
401         /*
402          * End of second pass, addresses have been assigned
403          */
404         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
405                 panic("startup: table size inconsistency");
406
407         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
408                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
409         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
410                       (nbuf*BKVASIZE));
411         buffer_map.system_map = 1;
412         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
413                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
414         pager_map.system_map = 1;
415
416 #if defined(USERCONFIG)
417         userconfig();
418         cninit();               /* the preferred console may have changed */
419 #endif
420
421         kprintf("avail memory = %lu (%luK bytes)\n",
422                 ptoa(vmstats.v_free_count),
423                 ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024);
424
425         /*
426          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
427          */
428         bufinit();
429         vm_pager_bufferinit();
430
431 #ifdef SMP
432         /*
433          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
434          */
435         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
436         mp_announce();
437 #endif  /* SMP */
438         cpu_setregs();
439 }
440
441 /*
442  * Send an interrupt to process.
443  *
444  * Stack is set up to allow sigcode stored
445  * at top to call routine, followed by kcall
446  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
447  * resets the signal mask, the stack, and the
448  * frame pointer, it returns to the user
449  * specified pc, psl.
450  */
451 void
452 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
453 {
454         kprintf0("sendsig\n");
455         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
456         struct proc *p = lp->lwp_proc;
457         struct trapframe *regs;
458         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
459         struct sigframe sf, *sfp;
460         int oonstack;
461         char *sp;
462
463         regs = lp->lwp_md.md_regs;
464         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
465
466         /* Save user context */
467         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
468         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
469         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
470         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
471         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
472         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
473
474         /* Make the size of the saved context visible to userland */
475         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
476
477         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
478         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
479                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
480
481         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
482         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
483             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
484                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
485                               sizeof(struct sigframe));
486                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
487         } else {
488                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe);
489         }
490
491         /* Align to 16 bytes */
492         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
493
494         /* Translate the signal is appropriate */
495         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
496                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
497                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
498         }
499
500         /*
501          * Build the argument list for the signal handler.
502          *
503          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
504          */
505         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
506         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
507
508         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
509                 /*
510                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
511                  *
512                  * action(signo, siginfo, ucontext)
513                  */
514                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
515                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
516                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
517
518                 /* fill siginfo structure */
519                 sf.sf_si.si_signo = sig;
520                 sf.sf_si.si_code = code;
521                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
522         } else {
523                 /*
524                  * Old FreeBSD-style arguments.
525                  *
526                  * handler (signo, code, [uc], addr)
527                  */
528                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
529                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
530                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
531         }
532
533         /*
534          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
535          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
536          * eflags.
537          */
538 #if JG
539         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
540                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
541                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
542
543                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
544                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
545                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
546                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
547
548                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
549                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
550                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
551                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
552
553                 /*
554                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
555                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
556                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
557                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
558                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
559                  */
560                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
561         }
562 #endif
563
564         /*
565          * Save the FPU state and reinit the FP unit
566          */
567         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
568
569         /*
570          * Copy the sigframe out to the user's stack.
571          */
572         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
573                 /*
574                  * Something is wrong with the stack pointer.
575                  * ...Kill the process.
576                  */
577                 sigexit(lp, SIGILL);
578         }
579
580         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
581         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
582
583         /*
584          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
585          * on function entry
586          */
587         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
588
589         /*
590          * 64 bit mode has a code and stack selector but
591          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
592          * stored in-context.
593          */
594         regs->tf_cs = _ucodesel;
595         regs->tf_ss = _udatasel;
596 }
597
598 /*
599  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
600  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
601  * issue.
602  *
603  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
604  * bad idea?
605  */
606 int
607 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
608 {
609         kprintf0("cpu_sanitize_frame\n");
610         frame->tf_cs = _ucodesel;
611         frame->tf_ss = _udatasel;
612         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
613         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
614         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
615
616         return(0);
617 }
618
619 /*
620  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
621  * on us.  For AMD64 we don't have to do anything.
622  */
623 int
624 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
625 {
626         return(0);
627 }
628
629 /*
630  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
631  *
632  * System call to cleanup state after a signal
633  * has been taken.  Reset signal mask and
634  * stack state from context left by sendsig (above).
635  * Return to previous pc and psl as specified by
636  * context left by sendsig. Check carefully to
637  * make sure that the user has not modified the
638  * state to gain improper privileges.
639  */
640 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
641 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
642
643 int
644 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
645 {
646         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
647         struct proc *p = lp->lwp_proc;
648         struct trapframe *regs;
649         ucontext_t uc;
650         ucontext_t *ucp;
651         register_t rflags;
652         int cs;
653         int error;
654
655         /*
656          * We have to copy the information into kernel space so userland
657          * can't modify it while we are sniffing it.
658          */
659         regs = lp->lwp_md.md_regs;
660         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
661         if (error)
662                 return (error);
663         ucp = &uc;
664         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
665
666         /* VM (8086) mode not supported */
667         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
668
669 #if JG
670         if (eflags & PSL_VM) {
671                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
672                 struct vm86_kernel *vm86;
673
674                 /*
675                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
676                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
677                  */
678                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
679                         return (EINVAL);
680                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
681                 if (vm86->vm86_inited == 0)
682                         return (EINVAL);
683
684                 /* go back to user mode if both flags are set */
685                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
686                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
687
688                 if (vm86->vm86_has_vme) {
689                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
690                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
691                 } else {
692                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
693                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
694                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
695                 }
696                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
697                 tf->tf_eflags = eflags;
698                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
699                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
700                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
701                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
702                 tf->tf_ds = _udatasel;
703                 tf->tf_es = _udatasel;
704                 tf->tf_fs = _udatasel;
705                 tf->tf_gs = _udatasel;
706         } else
707 #endif
708         {
709                 /*
710                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
711                  */
712                 /*
713                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
714                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
715                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
716                  * the signal context during signal handling and there is no
717                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
718                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
719                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
720                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
721                  */
722                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
723                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
724                         return(EINVAL);
725                 }
726
727                 /*
728                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
729                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
730                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
731                  */
732                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
733                 if (!CS_SECURE(cs)) {
734                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
735                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
736                         return(EINVAL);
737                 }
738                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
739         }
740
741         /*
742          * Restore the FPU state from the frame
743          */
744         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
745
746         /*
747          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
748          * semantics against system calls.
749          */
750         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
751                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
752
753         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
754                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
755         else
756                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
757
758         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
759         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
760         return(EJUSTRETURN);
761 }
762
763 /*
764  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
765  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
766  * already been pushed on the stack.
767  */
768 struct upc_frame {
769         register_t      rax;
770         register_t      rcx;
771         register_t      rdx;
772         register_t      flags;
773         register_t      oldip;
774 };
775
776 void
777 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
778 {
779         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
780         struct trapframe *regs;
781         struct upcall upcall;
782         struct upc_frame upc_frame;
783         int     crit_count = 0;
784
785         /*
786          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
787          * context, switch back to the virtual kernel context before
788          * trying to post the signal.
789          */
790         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
791                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
792                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
793         }
794
795         /*
796          * Get the upcall data structure
797          */
798         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
799             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
800         ) {
801                 vu->vu_pending = 0;
802                 kprintf("bad upcall address\n");
803                 return;
804         }
805
806         /*
807          * If the data structure is already marked pending or has a critical
808          * section count, mark the data structure as pending and return 
809          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
810          */
811         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
812                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
813                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
814                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
815                                 sizeof(upcall.upc_pending));
816                 }
817                 return;
818         }
819
820         /*
821          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
822          *
823          * Bump our critical section count and set or clear the
824          * user pending flag depending on whether more upcalls are
825          * pending.  The user will be responsible for calling 
826          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
827          */
828         vu->vu_pending = 0;
829         upcall.upc_pending = morepending;
830         crit_count += TDPRI_CRIT;
831         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
832                 sizeof(upcall.upc_pending));
833         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
834                 sizeof(int));
835
836         /*
837          * Construct a stack frame and issue the upcall
838          */
839         regs = lp->lwp_md.md_regs;
840         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
841         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
842         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
843         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
844         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
845         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
846             sizeof(upc_frame)) != 0) {
847                 kprintf("bad stack on upcall\n");
848         } else {
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 -= sizeof(upc_frame);
854         }
855 }
856
857 /*
858  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
859  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
860  * being overwritten by the syscall return value.
861  *
862  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
863  * and the function pointer in %eax.  
864  */
865 int
866 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
867 {
868         struct upc_frame upc_frame;
869         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
870         struct trapframe *regs;
871         int error;
872         struct upcall upcall;
873         int crit_count;
874
875         regs = lp->lwp_md.md_regs;
876
877         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
878         if (error == 0) {
879             if (vu) {
880                 /*
881                  * This jumps us to the next ready context.
882                  */
883                 vu->vu_pending = 0;
884                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
885                 crit_count = 0;
886                 if (error == 0)
887                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
888                 crit_count += TDPRI_CRIT;
889                 if (error == 0)
890                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
891                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
892                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
893                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
894                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
895                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
896             } else {
897                 /*
898                  * This returns us to the originally interrupted code.
899                  */
900                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
901                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
902                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
903                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
904                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
905                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
906                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
907                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
908             }
909         }
910         if (error == 0)
911                 error = EJUSTRETURN;
912         return(error);
913 }
914
915 /*
916  * Machine dependent boot() routine
917  *
918  * I haven't seen anything to put here yet
919  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
920  */
921 void
922 cpu_boot(int howto)
923 {
924 }
925
926 /*
927  * Shutdown the CPU as much as possible
928  */
929 void
930 cpu_halt(void)
931 {
932         for (;;)
933                 __asm__ __volatile("hlt");
934 }
935
936 /*
937  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
938  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
939  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
940  *
941  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
942  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
943  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
944  * critical section.
945  *
946  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
947  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
948  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
949  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
950  */
951 static int      cpu_idle_hlt = 1;
952 static int      cpu_idle_hltcnt;
953 static int      cpu_idle_spincnt;
954 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
955     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
956 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
957     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
958 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
959     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
960
961 static void
962 cpu_idle_default_hook(void)
963 {
964         /*
965          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
966          * following the sti.
967          */
968         __asm __volatile("sti; hlt");
969 }
970
971 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
972 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
973
974 void
975 cpu_idle(void)
976 {
977         struct thread *td = curthread;
978
979         crit_exit();
980         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
981         for (;;) {
982                 /*
983                  * See if there are any LWKTs ready to go.
984                  */
985                 lwkt_switch();
986
987                 /*
988                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
989                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
990                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
991                  */
992                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
993                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
994                         __asm __volatile("cli");
995                         splz();
996                         if (!lwkt_runnable())
997                             cpu_idle_hook();
998 #ifdef SMP
999                         else
1000                             __asm __volatile("pause");
1001 #endif
1002                         ++cpu_idle_hltcnt;
1003                 } else {
1004                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
1005                         splz();
1006 #ifdef SMP
1007                         __asm __volatile("sti; pause");
1008 #else
1009                         __asm __volatile("sti");
1010 #endif
1011                         ++cpu_idle_spincnt;
1012                 }
1013         }
1014 }
1015
1016 /*
1017  * This routine is called when the only runnable threads require
1018  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
1019  * we let the scheduler spin.
1020  */
1021 void
1022 cpu_mplock_contested(void)
1023 {
1024         cpu_pause();
1025 }
1026
1027 /*
1028  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1029  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1030  * we let it spin.
1031  */
1032 void
1033 cpu_spinlock_contested(void)
1034 {
1035         cpu_pause();
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Clear registers on exec
1040  */
1041 void
1042 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1043 {
1044         struct thread *td = curthread;
1045         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1046         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1047         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1048
1049         kprintf0("exec_setregs\n");
1050
1051         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1052         user_ldt_free(pcb);
1053   
1054         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1055         regs->tf_rip = entry;
1056         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1057         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1058         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1059         regs->tf_ss = _udatasel;
1060         regs->tf_cs = _ucodesel;
1061         regs->tf_rbx = ps_strings;
1062
1063         /*
1064          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1065          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1066          */
1067         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1068                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1069                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1070                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1071                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1072                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1073                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1074                 if (pcb == td->td_pcb) {
1075                         /*
1076                          * Clear the debug registers on the running
1077                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1078                          * the next process we switch to.
1079                          */
1080                         reset_dbregs();
1081                 }
1082                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1087          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1088          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1089          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1090          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1091          */
1092         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1093
1094         /*
1095          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1096          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1097          *       may panic in npxdna().
1098          */
1099         crit_enter();
1100         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1101
1102         /*
1103          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1104          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1105          *       code knows what the current MSR values are.
1106          */
1107         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1108         pcb->pcb_gsbase = 0;
1109         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1110         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1111         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1112         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1113
1114 #if NNPX > 0
1115         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1116         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1117 #endif
1118         crit_exit();
1119
1120         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1121         pcb->pcb_es = _udatasel;
1122         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1123         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1124 }
1125
1126 void
1127 cpu_setregs(void)
1128 {
1129         register_t cr0;
1130
1131         cr0 = rcr0();
1132         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1133         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1134         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1135         load_cr0(cr0);
1136         load_gs(_udatasel);
1137 }
1138
1139 static int
1140 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1141 {
1142         int error;
1143         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1144                 req);
1145         if (!error && req->newptr)
1146                 resettodr();
1147         return (error);
1148 }
1149
1150 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1151         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1152
1153 #if JG
1154 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1155         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1156 #endif
1157
1158 #if JG
1159 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1160         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1161 #endif
1162
1163 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1164         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1165
1166 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1167 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1168         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1169
1170 /*
1171  * Initialize 386 and configure to run kernel
1172  */
1173
1174 /*
1175  * Initialize segments & interrupt table
1176  */
1177
1178 int _default_ldt;
1179 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1180 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1181 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1182 #if JG
1183 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1184 #endif
1185
1186 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1187 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1188
1189 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1190 extern int has_f00f_bug;
1191 #endif
1192
1193 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1194
1195 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1196 void *proc0paddr;
1197 /* JG alignment? */
1198 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1199
1200
1201 /* software prototypes -- in more palatable form */
1202 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1203 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1204 {       0x0,                    /* segment base address  */
1205         0x0,                    /* length */
1206         0,                      /* segment type */
1207         0,                      /* segment descriptor priority level */
1208         0,                      /* segment descriptor present */
1209         0,                      /* long */
1210         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1211         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1212 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1213 {       0x0,                    /* segment base address  */
1214         0xfffff,                /* length - all address space */
1215         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1216         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1217         1,                      /* segment descriptor present */
1218         1,                      /* long */
1219         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1220         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1221 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1222 {       0x0,                    /* segment base address  */
1223         0xfffff,                /* length - all address space */
1224         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1225         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1226         1,                      /* segment descriptor present */
1227         1,                      /* long */
1228         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1229         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1230 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1231 {       0x0,                    /* segment base address  */
1232         0xfffff,                /* length - all address space */
1233         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1234         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1235         1,                      /* segment descriptor present */
1236         0,                      /* long */
1237         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1238         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1239 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1240 {       0x0,                    /* segment base address  */
1241         0xfffff,                /* length - all address space */
1242         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1243         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1244         1,                      /* segment descriptor present */
1245         0,                      /* long */
1246         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1247         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1248 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1249 {       0x0,                    /* segment base address  */
1250         0xfffff,                /* length - all address space */
1251         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1252         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1253         1,                      /* segment descriptor present */
1254         1,                      /* long */
1255         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1256         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1257 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1258 {
1259         0x0,                    /* segment base address */
1260         sizeof(struct amd64tss)-1,/* length - all address space */
1261         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1262         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1263         1,                      /* segment descriptor present */
1264         0,                      /* long */
1265         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1266         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1267 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1268 {       0x0,                    /* segment base address  */
1269         0x0,                    /* length */
1270         0,                      /* segment type */
1271         0,                      /* segment descriptor priority level */
1272         0,                      /* segment descriptor present */
1273         0,                      /* long */
1274         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1275         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1276 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1277 {       0x0,                    /* segment base address  */
1278         0xfffff,                /* length - all address space */
1279         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1280         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1281         1,                      /* segment descriptor present */
1282         0,                      /* long */
1283         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1284         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1285 };
1286
1287 void
1288 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1289 {
1290         struct gate_descriptor *ip;
1291
1292         ip = idt + idx;
1293         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1294         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1295         ip->gd_ist = ist;
1296         ip->gd_xx = 0;
1297         ip->gd_type = typ;
1298         ip->gd_dpl = dpl;
1299         ip->gd_p = 1;
1300         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1301 }
1302
1303 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1304
1305 extern inthand_t
1306         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1307         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1308         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1309         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1310         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1311         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1312
1313 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1314 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1315 #endif
1316
1317 void
1318 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1319 {
1320         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1321         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1322         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1323         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1324         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1325         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1326         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1327 }
1328
1329 void
1330 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1331 {
1332
1333         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1334         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1335         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1336         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1337         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1338         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1339         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1340         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1341         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1342         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1343 }
1344
1345 void
1346 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1347     struct system_segment_descriptor *sd)
1348 {
1349
1350         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1351         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1352         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1353         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1354         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1355         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1356         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1357         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1358 }
1359
1360 u_int basemem;
1361
1362 /*
1363  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1364  * available physical memory in the system, then test this memory and
1365  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1366  *
1367  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1368  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1369  *
1370  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1371  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1372  *
1373  * XXX first should be vm_paddr_t.
1374  */
1375 static void
1376 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1377 {
1378         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1379         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1380         u_long physmem_tunable;
1381         pt_entry_t *pte;
1382         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1383         u_int32_t smapsize;
1384         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1385
1386         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1387         basemem = 0;
1388         physmap_idx = 0;
1389
1390         /*
1391          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1392          *
1393          * subr_module.c says:
1394          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1395          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1396          */
1397         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1398             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1399         if (smapbase == NULL)
1400                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1401
1402         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1403         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1404
1405         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1406                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1407                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1408                             smap->type, smap->base, smap->length);
1409
1410                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1411                         continue;
1412
1413                 if (smap->length == 0)
1414                         continue;
1415
1416                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1417                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1418                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1419                                         kprintf(
1420         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1421                                 continue;
1422                         }
1423                 }
1424
1425                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1426                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1427                         continue;
1428                 }
1429
1430                 physmap_idx += 2;
1431                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1432                         kprintf(
1433                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1434                         break;
1435                 }
1436                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1437                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1438         }
1439
1440         /*
1441          * Find the 'base memory' segment for SMP
1442          */
1443         basemem = 0;
1444         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1445                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1446                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1447                         break;
1448                 }
1449         }
1450         if (basemem == 0)
1451                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1452
1453 #ifdef SMP
1454         /* make hole for AP bootstrap code */
1455         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1456 #endif
1457
1458         /*
1459          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1460          * highest page of the physical address space.  It should be
1461          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1462          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1463          */
1464         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1465
1466 #ifdef MAXMEM
1467         Maxmem = MAXMEM / 4;
1468 #endif
1469
1470         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1471                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1472
1473         /*
1474          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1475          * in the system.
1476          */
1477         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1478                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1479
1480         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1481             (boothowto & RB_VERBOSE))
1482                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1483
1484         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1485         pmap_bootstrap(&first, 0);
1486
1487         /*
1488          * Size up each available chunk of physical memory.
1489          */
1490         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1491         pa_indx = 0;
1492         da_indx = 1;
1493         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1494         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1495         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1496         pte = CMAP1;
1497
1498         /*
1499          * Get dcons buffer address
1500          */
1501         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1502             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1503                 dcons_addr = 0;
1504
1505         /*
1506          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1507          * round up the start address and round down the end address.
1508          */
1509         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1510                 vm_paddr_t end;
1511
1512                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1513                 if (physmap[i + 1] < end)
1514                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1515                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1516                         int tmp, page_bad, full;
1517                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1518
1519                         full = FALSE;
1520                         /*
1521                          * block out kernel memory as not available.
1522                          */
1523                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1524                                 goto do_dump_avail;
1525
1526                         /*
1527                          * block out dcons buffer
1528                          */
1529                         if (dcons_addr > 0
1530                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1531                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1532                                 goto do_dump_avail;
1533
1534                         page_bad = FALSE;
1535
1536                         /*
1537                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1538                          */
1539                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1540                         cpu_invltlb();
1541
1542                         tmp = *(int *)ptr;
1543                         /*
1544                          * Test for alternating 1's and 0's
1545                          */
1546                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1547                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1548                                 page_bad = TRUE;
1549                         /*
1550                          * Test for alternating 0's and 1's
1551                          */
1552                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1553                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1554                                 page_bad = TRUE;
1555                         /*
1556                          * Test for all 1's
1557                          */
1558                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1559                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1560                                 page_bad = TRUE;
1561                         /*
1562                          * Test for all 0's
1563                          */
1564                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1565                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1566                                 page_bad = TRUE;
1567                         /*
1568                          * Restore original value.
1569                          */
1570                         *(int *)ptr = tmp;
1571
1572                         /*
1573                          * Adjust array of valid/good pages.
1574                          */
1575                         if (page_bad == TRUE)
1576                                 continue;
1577                         /*
1578                          * If this good page is a continuation of the
1579                          * previous set of good pages, then just increase
1580                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1581                          * Note that "end" points one higher than end,
1582                          * making the range >= start and < end.
1583                          * If we're also doing a speculative memory
1584                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1585                          * so that we keep going. The first bad page
1586                          * will terminate the loop.
1587                          */
1588                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1589                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1590                         } else {
1591                                 pa_indx++;
1592                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1593                                         kprintf(
1594                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1595                                         pa_indx--;
1596                                         full = TRUE;
1597                                         goto do_dump_avail;
1598                                 }
1599                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1600                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1601                         }
1602                         physmem++;
1603 do_dump_avail:
1604                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1605                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1606                         } else {
1607                                 da_indx++;
1608                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1609                                         da_indx--;
1610                                         goto do_next;
1611                                 }
1612                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1613                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1614                         }
1615 do_next:
1616                         if (full)
1617                                 break;
1618                 }
1619         }
1620         *pte = 0;
1621         cpu_invltlb();
1622
1623         /*
1624          * XXX
1625          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1626          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1627          * calculation, etc.).
1628          */
1629         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1630             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1631                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1632                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1633                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1634         }
1635
1636         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1637
1638         /* Trim off space for the message buffer. */
1639         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1640
1641         /* Map the message buffer. */
1642         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1643                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1644                     off);
1645 }
1646
1647 /*
1648  * IDT VECTORS:
1649  *      0       Divide by zero
1650  *      1       Debug
1651  *      2       NMI
1652  *      3       BreakPoint
1653  *      4       OverFlow
1654  *      5       Bound-Range
1655  *      6       Invalid OpCode
1656  *      7       Device Not Available (x87)
1657  *      8       Double-Fault
1658  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1659  *      10      Invalid-TSS
1660  *      11      Segment not present
1661  *      12      Stack
1662  *      13      General Protection
1663  *      14      Page Fault
1664  *      15      Reserved
1665  *      16      x87 FP Exception pending
1666  *      17      Alignment Check
1667  *      18      Machine Check
1668  *      19      SIMD floating point
1669  *      20-31   reserved
1670  *      32-255  INTn/external sources
1671  */
1672 u_int64_t
1673 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1674 {
1675         caddr_t kmdp;
1676         int gsel_tss, x;
1677 #if JG
1678         int metadata_missing, off;
1679 #endif
1680         struct mdglobaldata *gd;
1681         u_int64_t msr;
1682         char *env;
1683
1684         /*
1685          * This must be done before the first references
1686          * to CPU_prvspace[0] are made.
1687          */
1688         init_paging(&physfree);
1689
1690         /*
1691          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1692          */
1693         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1694         bzero(gd, sizeof(*gd));
1695
1696         /*
1697          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1698          * early in the boot sequence because the system assumes
1699          * that 'curthread' is never NULL.
1700          */
1701
1702         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1703         thread0.td_gd = &gd->mi;
1704
1705         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1706
1707 #if JG
1708         metadata_missing = 0;
1709         if (bootinfo.bi_modulep) {
1710                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1711                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1712         } else {
1713                 metadata_missing = 1;
1714         }
1715         if (bootinfo.bi_envp)
1716                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1717 #endif
1718
1719         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1720         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1721         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1722         if (kmdp == NULL)
1723                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1724         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1725         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1726 #ifdef DDB
1727         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1728         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1729 #endif
1730
1731         /*
1732          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1733          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1734          */
1735         ncpus = 1;
1736         ncpus2 = 1;
1737         ncpus_fit = 1;
1738         /* Init basic tunables, hz etc */
1739         init_param1();
1740
1741         /*
1742          * make gdt memory segments
1743          */
1744         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1745                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1746
1747         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1748
1749         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1750                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1751                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1752         }
1753         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1754             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1755         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1756         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1757         lgdt(&r_gdt);
1758
1759         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1760         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1761         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1762
1763         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1764         cpu_gdinit(gd, 0);
1765         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1766         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1767         safepri = TDPRI_MAX;
1768
1769         /* spinlocks and the BGL */
1770         init_locks();
1771
1772         /* exceptions */
1773         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1774                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1775         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1776         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1777         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1778         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1779         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1780         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1781         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1782         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1783         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1784         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1785         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1786         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1787         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1788         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1789         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1790         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1791         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1792         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1793         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1794
1795         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1796         r_idt.rd_base = (long) idt;
1797         lidt(&r_idt);
1798
1799         /*
1800          * Initialize the console before we print anything out.
1801          */
1802         cninit();
1803
1804 #if JG
1805         if (metadata_missing)
1806                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1807 #endif
1808
1809 #if     NISA >0
1810         isa_defaultirq();
1811 #endif
1812         rand_initialize();
1813
1814 #ifdef DDB
1815         kdb_init();
1816         if (boothowto & RB_KDB)
1817                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1818 #endif
1819
1820 #if JG
1821         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1822         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1823         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1824 #endif
1825         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1826         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1827
1828         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1829         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1830                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1831                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1832         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1833         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1834         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1835
1836         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1837         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1838
1839         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1840         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct amd64tss);
1841
1842         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1843         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1844         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1845         ltr(gsel_tss);
1846
1847         /* Set up the fast syscall stuff */
1848         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1849         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1850         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1851         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1852         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1853               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1854         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1855         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1856
1857         getmemsize(kmdp, physfree);
1858         init_param2(physmem);
1859
1860         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1861
1862         /* Map the message buffer. */
1863 #if JG
1864         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1865                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1866 #endif
1867
1868         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1869
1870
1871         /* transfer to user mode */
1872
1873         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1874         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1875         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1876
1877         load_ds(_udatasel);
1878         load_es(_udatasel);
1879         load_fs(_udatasel);
1880
1881         /* setup proc 0's pcb */
1882         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1883 #if JG
1884         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1885 #else
1886         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = IdlePTD;
1887 #endif
1888         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1889         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1890         env = kgetenv("kernelname");
1891         if (env != NULL)
1892                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1893
1894         /* Location of kernel stack for locore */
1895         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1900  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1901  * data space were allocated in locore.
1902  *
1903  * Note: the idlethread's cpl is 0
1904  *
1905  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1906  */
1907 void
1908 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1909 {
1910         if (cpu)
1911                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1912
1913         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1914                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1915                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1916                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
1917         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1918         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1919         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1920         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1921 }
1922
1923 int
1924 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1925 {
1926         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1927             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1928                 return (TRUE);
1929         }
1930         return (FALSE);
1931 }
1932
1933 struct globaldata *
1934 globaldata_find(int cpu)
1935 {
1936         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1937         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1938 }
1939
1940 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1941 static void f00f_hack(void *unused);
1942 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1943
1944 static void
1945 f00f_hack(void *unused) 
1946 {
1947         struct gate_descriptor *new_idt;
1948         vm_offset_t tmp;
1949
1950         if (!has_f00f_bug)
1951                 return;
1952
1953         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1954
1955         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1956
1957         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1958         if (tmp == 0)
1959                 panic("kmem_alloc returned 0");
1960         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1961                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1962         /* Put the first seven entries in the lower page */
1963         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1964         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1965         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1966         lidt(&r_idt);
1967         idt = new_idt;
1968         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1969                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1970                 panic("vm_map_protect failed");
1971         return;
1972 }
1973 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1974
1975 int
1976 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1977 {
1978         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1979         return (0);
1980 }
1981
1982 int
1983 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1984 {
1985         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1986         return (0);
1987 }
1988
1989 int
1990 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1991 {
1992         struct pcb *pcb;
1993         struct trapframe *tp;
1994
1995         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1996         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1997
1998         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1999         return (0);
2000 }
2001
2002 int
2003 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2004 {
2005         struct pcb *pcb;
2006         struct trapframe *tp;
2007
2008         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2009         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2010             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2011                 return (EINVAL);
2012         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2013         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2014         return (0);
2015 }
2016
2017 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2018 static void
2019 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2020 {
2021         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2022         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2023         int i;
2024
2025         /* FPU control/status */
2026         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2027         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2028         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2029         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2030         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2031         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2032         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2033         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2034
2035         /* FPU registers */
2036         for (i = 0; i < 8; ++i)
2037                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2038
2039         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2040 }
2041
2042 static void
2043 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2044 {
2045         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2046         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2047         int i;
2048
2049         /* FPU control/status */
2050         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2051         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2052         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2053         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2054         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2055         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2056         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2057         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2058
2059         /* FPU registers */
2060         for (i = 0; i < 8; ++i)
2061                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2062
2063         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2064 }
2065 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2066
2067 int
2068 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2069 {
2070 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2071         if (cpu_fxsr) {
2072                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2073                                 (struct save87 *)fpregs);
2074                 return (0);
2075         }
2076 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2077         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2078         return (0);
2079 }
2080
2081 int
2082 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2083 {
2084 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2085         if (cpu_fxsr) {
2086                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2087                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2088                 return (0);
2089         }
2090 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2091         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2092         return (0);
2093 }
2094
2095 int
2096 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2097 {
2098         if (lp == NULL) {
2099                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2100                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2101                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2102                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2103                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2104                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2105                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2106                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2107         } else {
2108                 struct pcb *pcb;
2109
2110                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2111                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2112                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2113                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2114                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2115                 dbregs->dr[4] = 0;
2116                 dbregs->dr[5] = 0;
2117                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2118                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2119         }
2120         return (0);
2121 }
2122
2123 int
2124 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2125 {
2126         if (lp == NULL) {
2127                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2128                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2129                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2130                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2131                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2132                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2133                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2134                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2135         } else {
2136                 struct pcb *pcb;
2137                 struct ucred *ucred;
2138                 int i;
2139                 uint64_t mask1, mask2;
2140
2141                 /*
2142                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2143                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2144                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2145                  * TRCTRAP.
2146                  */
2147                 /* JG this loop looks unreadable */
2148                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2149                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2150                  */
2151                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2152                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2153                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2154                  * carried to decide if it is safe and useful to
2155                  * provide access to that capability
2156                  */
2157                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2158                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2159                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2160                                 return (EINVAL);
2161                 
2162                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2163                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2164
2165                 /*
2166                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2167                  * process's address space.  If a process could do this, it
2168                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2169                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2170                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2171                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2172                  * uid 0.
2173                  *
2174                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2175                  * address space is written into from within the kernel
2176                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2177                  * from within kernel mode?
2178                  */
2179
2180                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2181                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2182                                 /* dr0 is enabled */
2183                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2184                                         return (EINVAL);
2185                         }
2186
2187                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2188                                 /* dr1 is enabled */
2189                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2190                                         return (EINVAL);
2191                         }
2192
2193                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2194                                 /* dr2 is enabled */
2195                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2196                                         return (EINVAL);
2197                         }
2198
2199                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2200                                 /* dr3 is enabled */
2201                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2202                                         return (EINVAL);
2203                         }
2204                 }
2205
2206                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2207                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2208                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2209                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2210                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2211                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2212
2213                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2214         }
2215
2216         return (0);
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2221  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2222  */
2223 int
2224 user_dbreg_trap(void)
2225 {
2226         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2227         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2228         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2229         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2230         int i;
2231         
2232         dr7 = rdr7();
2233         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2234                 /*
2235                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2236                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2237                  * hardware debug registers
2238                  */
2239                 return 0;
2240         }
2241
2242         nbp = 0;
2243         dr6 = rdr6();
2244         bp = dr6 & 0xf;
2245
2246         if (bp == 0) {
2247                 /*
2248                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2249                  * trap was not caused by any of the debug registers
2250                  */
2251                 return 0;
2252         }
2253
2254         /*
2255          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2256          * which ones and if any of them are user space addresses
2257          */
2258
2259         if (bp & 0x01) {
2260                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2261         }
2262         if (bp & 0x02) {
2263                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2264         }
2265         if (bp & 0x04) {
2266                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2267         }
2268         if (bp & 0x08) {
2269                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2270         }
2271
2272         for (i=0; i<nbp; i++) {
2273                 if (addr[i] <
2274                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2275                         /*
2276                          * addr[i] is in user space
2277                          */
2278                         return nbp;
2279                 }
2280         }
2281
2282         /*
2283          * None of the breakpoints are in user space.
2284          */
2285         return 0;
2286 }
2287
2288
2289 #ifndef DDB
2290 void
2291 Debugger(const char *msg)
2292 {
2293         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2294 }
2295 #endif /* no DDB */
2296
2297 #ifdef DDB
2298
2299 /*
2300  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2301  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2302  * called inside DDB.
2303  *
2304  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2305  */
2306
2307 #undef inb
2308 #undef outb
2309
2310 /* silence compiler warnings */
2311 u_char inb(u_int);
2312 void outb(u_int, u_char);
2313
2314 u_char
2315 inb(u_int port)
2316 {
2317         u_char  data;
2318         /*
2319          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2320          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2321          * if we tell it to load (u_short) port.
2322          */
2323         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2324         return (data);
2325 }
2326
2327 void
2328 outb(u_int port, u_char data)
2329 {
2330         u_char  al;
2331         /*
2332          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2333          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2334          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2335          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2336          */
2337         al = data;
2338         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2339 }
2340
2341 #endif /* DDB */
2342
2343
2344
2345 #include "opt_cpu.h"
2346
2347
2348 /*
2349  * initialize all the SMP locks
2350  */
2351
2352 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2353 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2354
2355 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2356 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2357
2358 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2359 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2360
2361 /* critical region around INTR() routines */
2362 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2363
2364 /* lock region used by kernel profiling */
2365 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2366
2367 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2368 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2369
2370 /* locks kernel kprintfs */
2371 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2372
2373 /* lock regions around the clock hardware */
2374 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2375
2376 /* lock around the MP rendezvous */
2377 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2378
2379 static void
2380 init_locks(void)
2381 {
2382         /*
2383          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2384          */
2385         /*
2386          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2387          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2388          */
2389 #ifdef SMP
2390         cpu_get_initial_mplock();
2391 #endif
2392         /* DEPRECATED */
2393         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2394         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2395         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2396         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2397         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2398         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2399         spin_lock_init(&com_spinlock);
2400         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2401         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2402
2403         /* our token pool needs to work early */
2404         lwkt_token_pool_init();
2405 }
2406