kernel - Increase x86_64 & vkernel kvm, adjust vm_page_array mapping
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 #include "use_ether.h"
44 //#include "use_npx.h"
45 #include "use_isa.h"
46 #include "opt_atalk.h"
47 #include "opt_compat.h"
48 #include "opt_cpu.h"
49 #include "opt_ddb.h"
50 #include "opt_directio.h"
51 #include "opt_inet.h"
52 #include "opt_ipx.h"
53 #include "opt_msgbuf.h"
54 #include "opt_swap.h"
55
56 #include <sys/param.h>
57 #include <sys/systm.h>
58 #include <sys/sysproto.h>
59 #include <sys/signalvar.h>
60 #include <sys/kernel.h>
61 #include <sys/linker.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/priv.h>
65 #include <sys/buf.h>
66 #include <sys/reboot.h>
67 #include <sys/mbuf.h>
68 #include <sys/msgbuf.h>
69 #include <sys/sysent.h>
70 #include <sys/sysctl.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/bus.h>
73 #include <sys/upcall.h>
74 #include <sys/usched.h>
75 #include <sys/reg.h>
76
77 #include <vm/vm.h>
78 #include <vm/vm_param.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_object.h>
82 #include <vm/vm_page.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_pager.h>
85 #include <vm/vm_extern.h>
86
87 #include <sys/thread2.h>
88 #include <sys/mplock2.h>
89
90 #include <sys/user.h>
91 #include <sys/exec.h>
92 #include <sys/cons.h>
93
94 #include <ddb/ddb.h>
95
96 #include <machine/cpu.h>
97 #include <machine/clock.h>
98 #include <machine/specialreg.h>
99 #if JG
100 #include <machine/bootinfo.h>
101 #endif
102 #include <machine/md_var.h>
103 #include <machine/metadata.h>
104 #include <machine/pc/bios.h>
105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
107 #include <machine/smp.h>
108 #ifdef PERFMON
109 #include <machine/perfmon.h>
110 #endif
111 #include <machine/cputypes.h>
112
113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
114 #include <bus/isa/isa_device.h>
115 #endif
116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
117 #include <bus/isa/rtc.h>
118 #include <sys/random.h>
119 #include <sys/ptrace.h>
120 #include <machine/sigframe.h>
121
122 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
123
124 extern void init386(int first);
125 extern void dblfault_handler(void);
126 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
127
128 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
129 extern void identify_cpu(void);
130 #if JG
131 extern void finishidentcpu(void);
132 #endif
133 extern void panicifcpuunsupported(void);
134
135 static void cpu_startup(void *);
136 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
137 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
138 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
139 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
140 #ifdef DIRECTIO
141 extern void ffs_rawread_setup(void);
142 #endif /* DIRECTIO */
143 static void init_locks(void);
144
145 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
146
147 #ifdef DDB
148 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
149 #endif
150
151 uint64_t SMPptpa;
152 pt_entry_t *SMPpt;
153
154
155 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
156
157 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
158 u_long  atdevbase;
159 #ifdef SMP
160 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
161 #else
162 int64_t tsc_offsets[1];
163 #endif
164
165 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
166 extern int swtch_optim_stats;
167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
168         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
170         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
171 #endif
172
173 int physmem = 0;
174
175 static int
176 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
177 {
178         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
179         return (error);
180 }
181
182 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
183         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
184
185 static int
186 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
187 {
188         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
189                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
190         return (error);
191 }
192
193 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
194         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
195
196 static int
197 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
198 {
199         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
200                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
201         return (error);
202 }
203
204 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
205         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
206
207 vm_paddr_t Maxmem = 0;
208
209 /*
210  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
211  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
212  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
213  * PHYSSEG entries.
214  */
215 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
216
217 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
218 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
219
220 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
221 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
222 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
223
224 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
225 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
226 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
227 static struct trapframe proc0_tf;
228
229 static void
230 cpu_startup(void *dummy)
231 {
232         caddr_t v;
233         vm_size_t size = 0;
234         vm_offset_t firstaddr;
235
236         if (boothowto & RB_VERBOSE)
237                 bootverbose++;
238
239         /*
240          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
241          */
242         kprintf("%s", version);
243         startrtclock();
244         printcpuinfo();
245         panicifcpuunsupported();
246 #ifdef PERFMON
247         perfmon_init();
248 #endif
249         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
250                 (intmax_t)ptoa(Maxmem),
251                 (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 1024 / 1024);
252         /*
253          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
254          */
255         if (bootverbose) {
256                 int indx;
257
258                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
259                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
260                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
261
262                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
263                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
264                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
265                                 (intmax_t)size1,
266                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
267                 }
268         }
269
270         /*
271          * Allocate space for system data structures.
272          * The first available kernel virtual address is in "v".
273          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
274          * As pages of memory are allocated and cleared,
275          * "firstaddr" is incremented.
276          * An index into the kernel page table corresponding to the
277          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
278          */
279
280         /*
281          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
282          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
283          * addresses to the various data structures.
284          */
285         firstaddr = 0;
286 again:
287         v = (caddr_t)firstaddr;
288
289 #define valloc(name, type, num) \
290             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
291 #define valloclim(name, type, num, lim) \
292             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
293
294         /*
295          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
296          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
297          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
298          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
299          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
300          * maxbcache bytes.
301          *
302          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
303          */
304         if (nbuf == 0) {
305                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
306                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
307
308                 nbuf = 50;
309                 if (kbytes > 4096)
310                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
311                 if (kbytes > 65536)
312                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
313                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
314                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
315         }
316
317         /*
318          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
319          * kernel_map.
320          */
321         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
322                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
323                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
324         }
325
326         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
327 #ifdef NSWBUF_MIN
328         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
329                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
330 #endif
331 #ifdef DIRECTIO
332         ffs_rawread_setup();
333 #endif
334
335         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
336         valloc(buf, struct buf, nbuf);
337
338         /*
339          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
340          */
341         if (firstaddr == 0) {
342                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
343                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
344                 if (firstaddr == 0)
345                         panic("startup: no room for tables");
346                 goto again;
347         }
348
349         /*
350          * End of second pass, addresses have been assigned
351          */
352         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
353                 panic("startup: table size inconsistency");
354
355         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
356                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
357         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
358                       (nbuf*BKVASIZE));
359         buffer_map.system_map = 1;
360         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
361                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
362         pager_map.system_map = 1;
363
364 #if defined(USERCONFIG)
365         userconfig();
366         cninit();               /* the preferred console may have changed */
367 #endif
368
369         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
370                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
371                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
372
373         /*
374          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
375          */
376         bufinit();
377         vm_pager_bufferinit();
378
379 #ifdef SMP
380         /*
381          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
382          */
383         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
384         mp_announce();
385 #endif  /* SMP */
386         cpu_setregs();
387 }
388
389 /*
390  * Send an interrupt to process.
391  *
392  * Stack is set up to allow sigcode stored
393  * at top to call routine, followed by kcall
394  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
395  * resets the signal mask, the stack, and the
396  * frame pointer, it returns to the user
397  * specified pc, psl.
398  */
399 void
400 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
401 {
402         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
403         struct proc *p = lp->lwp_proc;
404         struct trapframe *regs;
405         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
406         struct sigframe sf, *sfp;
407         int oonstack;
408         char *sp;
409
410         regs = lp->lwp_md.md_regs;
411         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
412
413         /* Save user context */
414         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
415         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
416         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
417         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
418         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
419         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
420
421         /* Make the size of the saved context visible to userland */
422         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
423
424         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
425         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
426                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
427
428         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
429         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
430             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
431                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
432                               sizeof(struct sigframe));
433                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
434         } else {
435                 /* We take red zone into account */
436                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
437         }
438
439         /* Align to 16 bytes */
440         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
441
442         /* Translate the signal is appropriate */
443         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
444                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
445                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
446         }
447
448         /*
449          * Build the argument list for the signal handler.
450          *
451          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
452          */
453         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
454         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
455
456         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
457                 /*
458                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
459                  *
460                  * action(signo, siginfo, ucontext)
461                  */
462                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
463                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
464                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
465
466                 /* fill siginfo structure */
467                 sf.sf_si.si_signo = sig;
468                 sf.sf_si.si_code = code;
469                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
470         } else {
471                 /*
472                  * Old FreeBSD-style arguments.
473                  *
474                  * handler (signo, code, [uc], addr)
475                  */
476                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
477                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
478                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
479         }
480
481         /*
482          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
483          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
484          * eflags.
485          */
486 #if JG
487         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
488                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
489                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
490
491                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
495
496                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
497                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
498                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
499                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
500
501                 /*
502                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
503                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
504                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
505                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
506                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
507                  */
508                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
509         }
510 #endif
511
512         /*
513          * Save the FPU state and reinit the FP unit
514          */
515         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
516
517         /*
518          * Copy the sigframe out to the user's stack.
519          */
520         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
521                 /*
522                  * Something is wrong with the stack pointer.
523                  * ...Kill the process.
524                  */
525                 sigexit(lp, SIGILL);
526         }
527
528         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
529         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
530
531         /*
532          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
533          * on function entry
534          */
535         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
536
537         /*
538          * 64 bit mode has a code and stack selector but
539          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
540          * stored in-context.
541          */
542         regs->tf_cs = _ucodesel;
543         regs->tf_ss = _udatasel;
544 }
545
546 /*
547  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
548  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
549  * issue.
550  *
551  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
552  * bad idea?
553  */
554 int
555 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
556 {
557         frame->tf_cs = _ucodesel;
558         frame->tf_ss = _udatasel;
559         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
560         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
561         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
562
563         return(0);
564 }
565
566 /*
567  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
568  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
569  */
570 int
571 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
572 {
573         return(0);
574 }
575
576 /*
577  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
578  *
579  * System call to cleanup state after a signal
580  * has been taken.  Reset signal mask and
581  * stack state from context left by sendsig (above).
582  * Return to previous pc and psl as specified by
583  * context left by sendsig. Check carefully to
584  * make sure that the user has not modified the
585  * state to gain improper privileges.
586  *
587  * MPSAFE
588  */
589 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
590 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
591
592 int
593 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
594 {
595         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
596         struct proc *p = lp->lwp_proc;
597         struct trapframe *regs;
598         ucontext_t uc;
599         ucontext_t *ucp;
600         register_t rflags;
601         int cs;
602         int error;
603
604         /*
605          * We have to copy the information into kernel space so userland
606          * can't modify it while we are sniffing it.
607          */
608         regs = lp->lwp_md.md_regs;
609         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
610         if (error)
611                 return (error);
612         ucp = &uc;
613         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
614
615         /* VM (8086) mode not supported */
616         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
617
618 #if JG
619         if (eflags & PSL_VM) {
620                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
621                 struct vm86_kernel *vm86;
622
623                 /*
624                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
625                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
626                  */
627                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
628                         return (EINVAL);
629                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
630                 if (vm86->vm86_inited == 0)
631                         return (EINVAL);
632
633                 /* go back to user mode if both flags are set */
634                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
635                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
636
637                 if (vm86->vm86_has_vme) {
638                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
639                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
640                 } else {
641                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
642                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
643                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
644                 }
645                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
646                 tf->tf_eflags = eflags;
647                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
648                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
649                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
650                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
651                 tf->tf_ds = _udatasel;
652                 tf->tf_es = _udatasel;
653                 tf->tf_fs = _udatasel;
654                 tf->tf_gs = _udatasel;
655         } else
656 #endif
657         {
658                 /*
659                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
660                  */
661                 /*
662                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
663                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
664                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
665                  * the signal context during signal handling and there is no
666                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
667                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
668                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
669                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
670                  */
671                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
672                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
673                         return(EINVAL);
674                 }
675
676                 /*
677                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
678                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
679                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
680                  */
681                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
682                 if (!CS_SECURE(cs)) {
683                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
684                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
685                         return(EINVAL);
686                 }
687                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
688         }
689
690         /*
691          * Restore the FPU state from the frame
692          */
693         crit_enter();
694         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
695
696         /*
697          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
698          * semantics against system calls.
699          */
700         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
701                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
702
703         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
704                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
705         else
706                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
707
708         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
709         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
710         crit_exit();
711         return(EJUSTRETURN);
712 }
713
714 /*
715  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
716  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
717  * already been pushed on the stack.
718  */
719 struct upc_frame {
720         register_t      rax;
721         register_t      rcx;
722         register_t      rdx;
723         register_t      flags;
724         register_t      oldip;
725 };
726
727 void
728 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
729 {
730         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
731         struct trapframe *regs;
732         struct upcall upcall;
733         struct upc_frame upc_frame;
734         int     crit_count = 0;
735
736         /*
737          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
738          * context, switch back to the virtual kernel context before
739          * trying to post the signal.
740          */
741         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
742                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
743                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
744         }
745
746         /*
747          * Get the upcall data structure
748          */
749         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
750             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
751         ) {
752                 vu->vu_pending = 0;
753                 kprintf("bad upcall address\n");
754                 return;
755         }
756
757         /*
758          * If the data structure is already marked pending or has a critical
759          * section count, mark the data structure as pending and return 
760          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
761          */
762         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
763                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
764                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
765                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
766                                 sizeof(upcall.upc_pending));
767                 }
768                 return;
769         }
770
771         /*
772          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
773          *
774          * Bump our critical section count and set or clear the
775          * user pending flag depending on whether more upcalls are
776          * pending.  The user will be responsible for calling 
777          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
778          */
779         vu->vu_pending = 0;
780         upcall.upc_pending = morepending;
781         ++crit_count;
782         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
783                 sizeof(upcall.upc_pending));
784         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
785                 sizeof(int));
786
787         /*
788          * Construct a stack frame and issue the upcall
789          */
790         regs = lp->lwp_md.md_regs;
791         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
792         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
793         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
794         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
795         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
796         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
797             sizeof(upc_frame)) != 0) {
798                 kprintf("bad stack on upcall\n");
799         } else {
800                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
801                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
802                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
803                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
804                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
805         }
806 }
807
808 /*
809  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
810  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
811  * being overwritten by the syscall return value.
812  *
813  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
814  * and the function pointer in %eax.  
815  */
816 int
817 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
818 {
819         struct upc_frame upc_frame;
820         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
821         struct trapframe *regs;
822         int error;
823         struct upcall upcall;
824         int crit_count;
825
826         regs = lp->lwp_md.md_regs;
827
828         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
829         if (error == 0) {
830             if (vu) {
831                 /*
832                  * This jumps us to the next ready context.
833                  */
834                 vu->vu_pending = 0;
835                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
836                 crit_count = 0;
837                 if (error == 0)
838                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
839                 ++crit_count;
840                 if (error == 0)
841                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
842                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
843                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
844                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
845                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
846                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
847             } else {
848                 /*
849                  * This returns us to the originally interrupted code.
850                  */
851                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
852                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
853                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
854                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
855                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
856                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
857                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
858                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
859             }
860         }
861         if (error == 0)
862                 error = EJUSTRETURN;
863         return(error);
864 }
865
866 /*
867  * Machine dependent boot() routine
868  *
869  * I haven't seen anything to put here yet
870  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
871  */
872 void
873 cpu_boot(int howto)
874 {
875 }
876
877 /*
878  * Shutdown the CPU as much as possible
879  */
880 void
881 cpu_halt(void)
882 {
883         for (;;)
884                 __asm__ __volatile("hlt");
885 }
886
887 /*
888  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
889  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
890  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
891  *
892  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
893  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
894  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
895  * critical section.
896  *
897  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
898  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
899  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
900  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
901  */
902 static int      cpu_idle_hlt = 1;
903 static int      cpu_idle_hltcnt;
904 static int      cpu_idle_spincnt;
905 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
906     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
907 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
908     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
909 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
910     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
911
912 static void
913 cpu_idle_default_hook(void)
914 {
915         /*
916          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
917          * following the sti.
918          */
919         __asm __volatile("sti; hlt");
920 }
921
922 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
923 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
924
925 void
926 cpu_idle(void)
927 {
928         struct thread *td = curthread;
929
930         crit_exit();
931         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
932         for (;;) {
933                 /*
934                  * See if there are any LWKTs ready to go.
935                  */
936                 lwkt_switch();
937
938                 /*
939                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
940                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
941                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
942                  */
943                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
944                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
945                         __asm __volatile("cli");
946                         splz();
947                         if (!lwkt_runnable())
948                                 cpu_idle_hook();
949 #ifdef SMP
950                         else
951                                 handle_cpu_contention_mask();
952 #endif
953                         ++cpu_idle_hltcnt;
954                 } else {
955                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
956                         splz();
957 #ifdef SMP
958                         __asm __volatile("sti");
959                         handle_cpu_contention_mask();
960 #else
961                         __asm __volatile("sti");
962 #endif
963                         ++cpu_idle_spincnt;
964                 }
965         }
966 }
967
968 #ifdef SMP
969
970 /*
971  * This routine is called when the only runnable threads require
972  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
973  * we let the scheduler spin.
974  */
975 void
976 handle_cpu_contention_mask(void)
977 {
978         cpumask_t mask;
979
980         mask = cpu_contention_mask;
981         cpu_ccfence();
982         if (mask && bsfl(mask) != mycpu->gd_cpuid)
983                 DELAY(2);
984 }
985
986 /*
987  * This routine is called if a spinlock has been held through the
988  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
989  * we let it spin.
990  */
991 void
992 cpu_spinlock_contested(void)
993 {
994         cpu_pause();
995 }
996
997 #endif
998
999 /*
1000  * Clear registers on exec
1001  */
1002 void
1003 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1004 {
1005         struct thread *td = curthread;
1006         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1007         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1008         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1009
1010         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1011         user_ldt_free(pcb);
1012   
1013         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1014         regs->tf_rip = entry;
1015         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1016         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1017         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1018         regs->tf_ss = _udatasel;
1019         regs->tf_cs = _ucodesel;
1020         regs->tf_rbx = ps_strings;
1021
1022         /*
1023          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1024          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1025          */
1026         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1027                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1028                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1029                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1030                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1031                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1032                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1033                 if (pcb == td->td_pcb) {
1034                         /*
1035                          * Clear the debug registers on the running
1036                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1037                          * the next process we switch to.
1038                          */
1039                         reset_dbregs();
1040                 }
1041                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1042         }
1043
1044         /*
1045          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1046          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1047          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1048          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1049          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1050          */
1051         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1052
1053         /*
1054          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1055          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1056          *       may panic in npxdna().
1057          */
1058         crit_enter();
1059         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1060
1061         /*
1062          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1063          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1064          *       code knows what the current MSR values are.
1065          */
1066         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1067         pcb->pcb_gsbase = 0;
1068         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1069         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1070         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1071         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1072
1073         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1074         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1075         crit_exit();
1076
1077         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1078         pcb->pcb_es = _udatasel;
1079         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1080         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1081 }
1082
1083 void
1084 cpu_setregs(void)
1085 {
1086         register_t cr0;
1087
1088         cr0 = rcr0();
1089         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1090         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1091         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1092         load_cr0(cr0);
1093         load_gs(_udatasel);
1094 }
1095
1096 static int
1097 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1098 {
1099         int error;
1100         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1101                 req);
1102         if (!error && req->newptr)
1103                 resettodr();
1104         return (error);
1105 }
1106
1107 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1108         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1109
1110 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1111         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1112
1113 #if JG
1114 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1115         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1116 #endif
1117
1118 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1119         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1120
1121 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1122 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1123         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1124
1125 /*
1126  * Initialize 386 and configure to run kernel
1127  */
1128
1129 /*
1130  * Initialize segments & interrupt table
1131  */
1132
1133 int _default_ldt;
1134 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1135 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1136 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1137 #if JG
1138 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1139 #endif
1140
1141 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1142 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1143
1144 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1145 extern int has_f00f_bug;
1146 #endif
1147
1148 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1149
1150 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1151 void *proc0paddr;
1152 /* JG alignment? */
1153 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1154
1155
1156 /* software prototypes -- in more palatable form */
1157 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1158 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1159 {       0x0,                    /* segment base address  */
1160         0x0,                    /* length */
1161         0,                      /* segment type */
1162         0,                      /* segment descriptor priority level */
1163         0,                      /* segment descriptor present */
1164         0,                      /* long */
1165         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1166         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1167 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1168 {       0x0,                    /* segment base address  */
1169         0xfffff,                /* length - all address space */
1170         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1171         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1172         1,                      /* segment descriptor present */
1173         1,                      /* long */
1174         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1175         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1176 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1177 {       0x0,                    /* segment base address  */
1178         0xfffff,                /* length - all address space */
1179         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1180         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1181         1,                      /* segment descriptor present */
1182         1,                      /* long */
1183         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1184         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1185 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1186 {       0x0,                    /* segment base address  */
1187         0xfffff,                /* length - all address space */
1188         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1189         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1190         1,                      /* segment descriptor present */
1191         0,                      /* long */
1192         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1193         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1194 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1195 {       0x0,                    /* segment base address  */
1196         0xfffff,                /* length - all address space */
1197         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1198         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1199         1,                      /* segment descriptor present */
1200         0,                      /* long */
1201         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1202         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1203 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1204 {       0x0,                    /* segment base address  */
1205         0xfffff,                /* length - all address space */
1206         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1207         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1208         1,                      /* segment descriptor present */
1209         1,                      /* long */
1210         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1211         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1212 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1213 {
1214         0x0,                    /* segment base address */
1215         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1216         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1217         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1218         1,                      /* segment descriptor present */
1219         0,                      /* long */
1220         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1221         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1222 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1223 {       0x0,                    /* segment base address  */
1224         0x0,                    /* length */
1225         0,                      /* segment type */
1226         0,                      /* segment descriptor priority level */
1227         0,                      /* segment descriptor present */
1228         0,                      /* long */
1229         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1230         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1231 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1232 {       0x0,                    /* segment base address  */
1233         0xfffff,                /* length - all address space */
1234         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1235         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1236         1,                      /* segment descriptor present */
1237         0,                      /* long */
1238         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1239         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1240 };
1241
1242 void
1243 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1244 {
1245         struct gate_descriptor *ip;
1246
1247         ip = idt + idx;
1248         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1249         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1250         ip->gd_ist = ist;
1251         ip->gd_xx = 0;
1252         ip->gd_type = typ;
1253         ip->gd_dpl = dpl;
1254         ip->gd_p = 1;
1255         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1256 }
1257
1258 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1259
1260 extern inthand_t
1261         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1262         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1263         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1264         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1265         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1266         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1267
1268 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1269 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1270 #endif
1271
1272 void
1273 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1274 {
1275         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1276         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1277         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1278         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1279         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1280         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1281         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1282 }
1283
1284 void
1285 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1286 {
1287
1288         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1289         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1290         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1291         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1292         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1293         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1294         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1295         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1296         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1297         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1298 }
1299
1300 void
1301 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1302     struct system_segment_descriptor *sd)
1303 {
1304
1305         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1306         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1307         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1308         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1309         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1310         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1311         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1312         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1313 }
1314
1315 u_int basemem;
1316
1317 /*
1318  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1319  * available physical memory in the system, then test this memory and
1320  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1321  *
1322  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1323  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1324  *
1325  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1326  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1327  *
1328  * XXX first should be vm_paddr_t.
1329  */
1330 static void
1331 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1332 {
1333         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1334         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1335         u_long physmem_tunable;
1336         pt_entry_t *pte;
1337         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1338         u_int32_t smapsize;
1339         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1340
1341         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1342         basemem = 0;
1343         physmap_idx = 0;
1344
1345         /*
1346          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1347          *
1348          * subr_module.c says:
1349          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1350          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1351          */
1352         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1353             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1354         if (smapbase == NULL)
1355                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1356
1357         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1358         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1359
1360         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1361                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1362                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1363                             smap->type, smap->base, smap->length);
1364
1365                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1366                         continue;
1367
1368                 if (smap->length == 0)
1369                         continue;
1370
1371                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1372                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1373                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1374                                         kprintf(
1375         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1376                                 continue;
1377                         }
1378                 }
1379
1380                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1381                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1382                         continue;
1383                 }
1384
1385                 physmap_idx += 2;
1386                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1387                         kprintf(
1388                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1389                         break;
1390                 }
1391                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1392                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1393         }
1394
1395         /*
1396          * Find the 'base memory' segment for SMP
1397          */
1398         basemem = 0;
1399         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1400                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1401                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1402                         break;
1403                 }
1404         }
1405         if (basemem == 0)
1406                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1407
1408 #ifdef SMP
1409         /* make hole for AP bootstrap code */
1410         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1411
1412         /* look for the MP hardware - needed for apic addresses */
1413         mp_probe();
1414 #endif
1415
1416         /*
1417          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1418          * highest page of the physical address space.  It should be
1419          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1420          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1421          */
1422         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1423
1424 #ifdef MAXMEM
1425         Maxmem = MAXMEM / 4;
1426 #endif
1427
1428         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1429                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1430
1431         /*
1432          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1433          * in the system.
1434          */
1435         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1436                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1437
1438         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1439             (boothowto & RB_VERBOSE))
1440                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1441
1442         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1443         pmap_bootstrap(&first);
1444
1445         /*
1446          * Size up each available chunk of physical memory.
1447          */
1448         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1449         pa_indx = 0;
1450         da_indx = 1;
1451         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1452         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1453         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1454         pte = CMAP1;
1455
1456         /*
1457          * Get dcons buffer address
1458          */
1459         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1460             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1461                 dcons_addr = 0;
1462
1463         /*
1464          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1465          * round up the start address and round down the end address.
1466          */
1467         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1468                 vm_paddr_t end;
1469
1470                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1471                 if (physmap[i + 1] < end)
1472                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1473                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1474                         int tmp, page_bad, full;
1475                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1476
1477                         full = FALSE;
1478                         /*
1479                          * block out kernel memory as not available.
1480                          */
1481                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1482                                 goto do_dump_avail;
1483
1484                         /*
1485                          * block out dcons buffer
1486                          */
1487                         if (dcons_addr > 0
1488                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1489                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1490                                 goto do_dump_avail;
1491
1492                         page_bad = FALSE;
1493
1494                         /*
1495                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1496                          */
1497                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1498                         cpu_invltlb();
1499
1500                         tmp = *(int *)ptr;
1501                         /*
1502                          * Test for alternating 1's and 0's
1503                          */
1504                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1505                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1506                                 page_bad = TRUE;
1507                         /*
1508                          * Test for alternating 0's and 1's
1509                          */
1510                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1511                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1512                                 page_bad = TRUE;
1513                         /*
1514                          * Test for all 1's
1515                          */
1516                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1517                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1518                                 page_bad = TRUE;
1519                         /*
1520                          * Test for all 0's
1521                          */
1522                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1523                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1524                                 page_bad = TRUE;
1525                         /*
1526                          * Restore original value.
1527                          */
1528                         *(int *)ptr = tmp;
1529
1530                         /*
1531                          * Adjust array of valid/good pages.
1532                          */
1533                         if (page_bad == TRUE)
1534                                 continue;
1535                         /*
1536                          * If this good page is a continuation of the
1537                          * previous set of good pages, then just increase
1538                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1539                          * Note that "end" points one higher than end,
1540                          * making the range >= start and < end.
1541                          * If we're also doing a speculative memory
1542                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1543                          * so that we keep going. The first bad page
1544                          * will terminate the loop.
1545                          */
1546                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1547                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1548                         } else {
1549                                 pa_indx++;
1550                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1551                                         kprintf(
1552                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1553                                         pa_indx--;
1554                                         full = TRUE;
1555                                         goto do_dump_avail;
1556                                 }
1557                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1558                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1559                         }
1560                         physmem++;
1561 do_dump_avail:
1562                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1563                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1564                         } else {
1565                                 da_indx++;
1566                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1567                                         da_indx--;
1568                                         goto do_next;
1569                                 }
1570                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1571                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1572                         }
1573 do_next:
1574                         if (full)
1575                                 break;
1576                 }
1577         }
1578         *pte = 0;
1579         cpu_invltlb();
1580
1581         /*
1582          * XXX
1583          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1584          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1585          * calculation, etc.).
1586          */
1587         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1588             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1589                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1590                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1591                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1592         }
1593
1594         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1595
1596         /* Trim off space for the message buffer. */
1597         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1598
1599         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1600
1601         /* Map the message buffer. */
1602         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1603                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1604                     off);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * IDT VECTORS:
1609  *      0       Divide by zero
1610  *      1       Debug
1611  *      2       NMI
1612  *      3       BreakPoint
1613  *      4       OverFlow
1614  *      5       Bound-Range
1615  *      6       Invalid OpCode
1616  *      7       Device Not Available (x87)
1617  *      8       Double-Fault
1618  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1619  *      10      Invalid-TSS
1620  *      11      Segment not present
1621  *      12      Stack
1622  *      13      General Protection
1623  *      14      Page Fault
1624  *      15      Reserved
1625  *      16      x87 FP Exception pending
1626  *      17      Alignment Check
1627  *      18      Machine Check
1628  *      19      SIMD floating point
1629  *      20-31   reserved
1630  *      32-255  INTn/external sources
1631  */
1632 u_int64_t
1633 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1634 {
1635         caddr_t kmdp;
1636         int gsel_tss, x;
1637 #if JG
1638         int metadata_missing, off;
1639 #endif
1640         struct mdglobaldata *gd;
1641         u_int64_t msr;
1642
1643         /*
1644          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1645          */
1646         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1647         bzero(gd, sizeof(*gd));
1648
1649         /*
1650          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1651          * early in the boot sequence because the system assumes
1652          * that 'curthread' is never NULL.
1653          */
1654
1655         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1656         thread0.td_gd = &gd->mi;
1657
1658         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1659
1660 #if JG
1661         metadata_missing = 0;
1662         if (bootinfo.bi_modulep) {
1663                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1664                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1665         } else {
1666                 metadata_missing = 1;
1667         }
1668         if (bootinfo.bi_envp)
1669                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1670 #endif
1671
1672         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1673         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1674         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1675         if (kmdp == NULL)
1676                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1677         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1678         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1679 #ifdef DDB
1680         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1681         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1682 #endif
1683
1684         /*
1685          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1686          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1687          */
1688         ncpus = 1;
1689         ncpus2 = 1;
1690         ncpus_fit = 1;
1691         /* Init basic tunables, hz etc */
1692         init_param1();
1693
1694         /*
1695          * make gdt memory segments
1696          */
1697         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1698                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1699
1700         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1701
1702         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1703                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1704                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1705         }
1706         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1707             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1708
1709         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1710         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1711         lgdt(&r_gdt);
1712
1713         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1714         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1715         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1716
1717         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1718         cpu_gdinit(gd, 0);
1719         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1720         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1721         safepri = TDPRI_MAX;
1722
1723         /* spinlocks and the BGL */
1724         init_locks();
1725
1726         /* exceptions */
1727         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1728                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1729         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1730         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1731         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1732         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1733         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1738         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748
1749         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1750         r_idt.rd_base = (long) idt;
1751         lidt(&r_idt);
1752
1753         /*
1754          * Initialize the console before we print anything out.
1755          */
1756         cninit();
1757
1758 #if JG
1759         if (metadata_missing)
1760                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1761 #endif
1762
1763 #if     NISA >0
1764         isa_defaultirq();
1765 #endif
1766         rand_initialize();
1767
1768 #ifdef DDB
1769         kdb_init();
1770         if (boothowto & RB_KDB)
1771                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1772 #endif
1773
1774 #if JG
1775         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1776         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1777         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1778 #endif
1779         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1780         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1781
1782         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1783         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1784                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1785                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1786         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1787         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1788         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1789
1790         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1791         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1792
1793         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1794         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1795
1796         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1797         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1798         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1799         ltr(gsel_tss);
1800
1801         /* Set up the fast syscall stuff */
1802         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1803         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1804         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1805         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1806         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1807               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1808         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1809         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1810
1811         getmemsize(kmdp, physfree);
1812         init_param2(physmem);
1813
1814         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1815
1816         /* Map the message buffer. */
1817 #if JG
1818         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1819                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1820 #endif
1821
1822         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1823
1824
1825         /* transfer to user mode */
1826
1827         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1828         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1829         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1830
1831         load_ds(_udatasel);
1832         load_es(_udatasel);
1833         load_fs(_udatasel);
1834
1835         /* setup proc 0's pcb */
1836         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1837         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1838         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1839         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1840
1841         /* Location of kernel stack for locore */
1842         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1847  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1848  * data space were allocated in locore.
1849  *
1850  * Note: the idlethread's cpl is 0
1851  *
1852  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1853  */
1854 void
1855 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1856 {
1857         if (cpu)
1858                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1859
1860         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1861                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1862                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1863                         0, &gd->mi);
1864         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1865         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1866         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1867         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1868 }
1869
1870 int
1871 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1872 {
1873         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1874             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1875                 return (TRUE);
1876         }
1877         return (FALSE);
1878 }
1879
1880 struct globaldata *
1881 globaldata_find(int cpu)
1882 {
1883         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1884         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1885 }
1886
1887 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1888 static void f00f_hack(void *unused);
1889 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1890
1891 static void
1892 f00f_hack(void *unused) 
1893 {
1894         struct gate_descriptor *new_idt;
1895         vm_offset_t tmp;
1896
1897         if (!has_f00f_bug)
1898                 return;
1899
1900         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1901
1902         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1903
1904         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1905         if (tmp == 0)
1906                 panic("kmem_alloc returned 0");
1907         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1908                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1909         /* Put the first seven entries in the lower page */
1910         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1911         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1912         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1913         lidt(&r_idt);
1914         idt = new_idt;
1915         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1916                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1917                 panic("vm_map_protect failed");
1918         return;
1919 }
1920 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1921
1922 int
1923 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1924 {
1925         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1926         return (0);
1927 }
1928
1929 int
1930 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1931 {
1932         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1933         return (0);
1934 }
1935
1936 int
1937 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1938 {
1939         struct trapframe *tp;
1940
1941         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1942         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1943         return (0);
1944 }
1945
1946 int
1947 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1948 {
1949         struct trapframe *tp;
1950
1951         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1952         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1953             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1954                 return (EINVAL);
1955         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1956         return (0);
1957 }
1958
1959 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1960 static void
1961 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1962 {
1963         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1964         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1965         int i;
1966
1967         /* FPU control/status */
1968         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1969         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1970         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1971         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1972         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1973         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1974         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1975         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1976
1977         /* FPU registers */
1978         for (i = 0; i < 8; ++i)
1979                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1980
1981         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1982 }
1983
1984 static void
1985 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1986 {
1987         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1988         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1989         int i;
1990
1991         /* FPU control/status */
1992         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1993         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1994         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1995         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1996         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1997         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1998         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1999         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2000
2001         /* FPU registers */
2002         for (i = 0; i < 8; ++i)
2003                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2004
2005         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2006 }
2007 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2008
2009 int
2010 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2011 {
2012 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2013         if (cpu_fxsr) {
2014                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2015                                 (struct save87 *)fpregs);
2016                 return (0);
2017         }
2018 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2019         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2020         return (0);
2021 }
2022
2023 int
2024 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2025 {
2026 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2027         if (cpu_fxsr) {
2028                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2029                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2030                 return (0);
2031         }
2032 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2033         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2034         return (0);
2035 }
2036
2037 int
2038 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2039 {
2040         if (lp == NULL) {
2041                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2042                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2043                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2044                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2045                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2046                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2047                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2048                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2049         } else {
2050                 struct pcb *pcb;
2051
2052                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2053                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2054                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2055                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2056                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2057                 dbregs->dr[4] = 0;
2058                 dbregs->dr[5] = 0;
2059                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2060                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2061         }
2062         return (0);
2063 }
2064
2065 int
2066 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2067 {
2068         if (lp == NULL) {
2069                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2070                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2071                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2072                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2073                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2074                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2075                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2076                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2077         } else {
2078                 struct pcb *pcb;
2079                 struct ucred *ucred;
2080                 int i;
2081                 uint64_t mask1, mask2;
2082
2083                 /*
2084                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2085                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2086                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2087                  * TRCTRAP.
2088                  */
2089                 /* JG this loop looks unreadable */
2090                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2091                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2092                  */
2093                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2094                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2095                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2096                  * carried to decide if it is safe and useful to
2097                  * provide access to that capability
2098                  */
2099                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2100                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2101                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2102                                 return (EINVAL);
2103                 
2104                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2105                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2106
2107                 /*
2108                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2109                  * process's address space.  If a process could do this, it
2110                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2111                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2112                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2113                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2114                  * uid 0.
2115                  *
2116                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2117                  * address space is written into from within the kernel
2118                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2119                  * from within kernel mode?
2120                  */
2121
2122                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2123                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2124                                 /* dr0 is enabled */
2125                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2126                                         return (EINVAL);
2127                         }
2128
2129                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2130                                 /* dr1 is enabled */
2131                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2132                                         return (EINVAL);
2133                         }
2134
2135                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2136                                 /* dr2 is enabled */
2137                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2138                                         return (EINVAL);
2139                         }
2140
2141                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2142                                 /* dr3 is enabled */
2143                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2144                                         return (EINVAL);
2145                         }
2146                 }
2147
2148                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2149                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2150                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2151                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2152                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2153                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2154
2155                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2156         }
2157
2158         return (0);
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2163  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2164  */
2165 int
2166 user_dbreg_trap(void)
2167 {
2168         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2169         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2170         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2171         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2172         int i;
2173         
2174         dr7 = rdr7();
2175         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2176                 /*
2177                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2178                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2179                  * hardware debug registers
2180                  */
2181                 return 0;
2182         }
2183
2184         nbp = 0;
2185         dr6 = rdr6();
2186         bp = dr6 & 0xf;
2187
2188         if (bp == 0) {
2189                 /*
2190                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2191                  * trap was not caused by any of the debug registers
2192                  */
2193                 return 0;
2194         }
2195
2196         /*
2197          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2198          * which ones and if any of them are user space addresses
2199          */
2200
2201         if (bp & 0x01) {
2202                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2203         }
2204         if (bp & 0x02) {
2205                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2206         }
2207         if (bp & 0x04) {
2208                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2209         }
2210         if (bp & 0x08) {
2211                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2212         }
2213
2214         for (i=0; i<nbp; i++) {
2215                 if (addr[i] <
2216                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2217                         /*
2218                          * addr[i] is in user space
2219                          */
2220                         return nbp;
2221                 }
2222         }
2223
2224         /*
2225          * None of the breakpoints are in user space.
2226          */
2227         return 0;
2228 }
2229
2230
2231 #ifndef DDB
2232 void
2233 Debugger(const char *msg)
2234 {
2235         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2236 }
2237 #endif /* no DDB */
2238
2239 #ifdef DDB
2240
2241 /*
2242  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2243  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2244  * called inside DDB.
2245  *
2246  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2247  */
2248
2249 #undef inb
2250 #undef outb
2251
2252 /* silence compiler warnings */
2253 u_char inb(u_int);
2254 void outb(u_int, u_char);
2255
2256 u_char
2257 inb(u_int port)
2258 {
2259         u_char  data;
2260         /*
2261          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2262          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2263          * if we tell it to load (u_short) port.
2264          */
2265         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2266         return (data);
2267 }
2268
2269 void
2270 outb(u_int port, u_char data)
2271 {
2272         u_char  al;
2273         /*
2274          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2275          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2276          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2277          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2278          */
2279         al = data;
2280         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2281 }
2282
2283 #endif /* DDB */
2284
2285
2286
2287 #include "opt_cpu.h"
2288
2289
2290 /*
2291  * initialize all the SMP locks
2292  */
2293
2294 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2295 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2296
2297 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2298 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2299
2300 /* critical region around INTR() routines */
2301 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2302
2303 /* lock region used by kernel profiling */
2304 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2305
2306 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2307 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2308
2309 /* lock regions around the clock hardware */
2310 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2311
2312 static void
2313 init_locks(void)
2314 {
2315         /*
2316          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2317          */
2318         /*
2319          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2320          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2321          */
2322 #ifdef SMP
2323         cpu_get_initial_mplock();
2324 #endif
2325         /* DEPRECATED */
2326         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2327         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2328         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2329         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2330         spin_lock_init(&com_spinlock);
2331         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2332
2333         /* our token pool needs to work early */
2334         lwkt_token_pool_init();
2335 }
2336