amd64: Take red zone into account when handling signals.
[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 KPTphys;
156 uint64_t SMPptpa;
157 pt_entry_t *SMPpt;
158
159
160 /* JG SMP */
161 struct privatespace CPU_prvspace[1];
162
163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
164 u_long  atdevbase;
165 #ifdef SMP
166 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
167 #else
168 int64_t tsc_offsets[1];
169 #endif
170
171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
172 extern int swtch_optim_stats;
173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
177 #endif
178
179 int physmem = 0;
180
181 static int
182 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
183 {
184         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
185         return (error);
186 }
187
188 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
189         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
190
191 static int
192 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
193 {
194         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
195                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
196         return (error);
197 }
198
199 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
200         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
201
202 static int
203 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
204 {
205 #if JG
206         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
207                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
208         return (error);
209 #else
210         return -1;
211 #endif
212 }
213
214 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
215         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
216
217 static int
218 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
219 {
220         int error;
221
222         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
223          * some initial nulls).
224          */
225         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
226                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
227         if(error) return(error);
228         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
229                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
230                         msgbufp->msg_bufr,req);
231         }
232         return(error);
233 }
234
235 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
236         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
237
238 static int msgbuf_clear;
239
240 static int
241 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
242 {
243         int error;
244         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
245                 req);
246         if (!error && req->newptr) {
247                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
248                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
249                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
250                 msgbuf_clear=0;
251         }
252         return (error);
253 }
254
255 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
256         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
257         "Clear kernel message buffer");
258
259 vm_paddr_t Maxmem = 0;
260
261 /*
262  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
263  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
264  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
265  * PHYSSEG entries.
266  */
267 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
268
269 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
270 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
271
272 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
273 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
274 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
275
276 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
277 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
278 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
279 static struct trapframe proc0_tf;
280
281 static void
282 cpu_startup(void *dummy)
283 {
284         caddr_t v;
285         vm_size_t size = 0;
286         vm_offset_t firstaddr;
287
288         if (boothowto & RB_VERBOSE)
289                 bootverbose++;
290
291         /*
292          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
293          */
294         kprintf("%s", version);
295         startrtclock();
296         printcpuinfo();
297         panicifcpuunsupported();
298 #ifdef PERFMON
299         perfmon_init();
300 #endif
301         kprintf("real memory  = %llu (%lluK bytes)\n", ptoa(Maxmem), ptoa(Maxmem) / 1024);
302         /*
303          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
304          */
305         if (bootverbose) {
306                 int indx;
307
308                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
309                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
310                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
311
312                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
313                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
314                             size1 / PAGE_SIZE);
315                 }
316         }
317
318         /*
319          * Allocate space for system data structures.
320          * The first available kernel virtual address is in "v".
321          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
322          * As pages of memory are allocated and cleared,
323          * "firstaddr" is incremented.
324          * An index into the kernel page table corresponding to the
325          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
326          */
327
328         /*
329          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
330          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
331          * addresses to the various data structures.
332          */
333         firstaddr = 0;
334 again:
335         v = (caddr_t)firstaddr;
336
337 #define valloc(name, type, num) \
338             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
339 #define valloclim(name, type, num, lim) \
340             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
341
342         /*
343          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
344          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
345          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
346          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
347          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
348          * maxbcache bytes.
349          *
350          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
351          */
352         if (nbuf == 0) {
353                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
354                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
355
356                 nbuf = 50;
357                 if (kbytes > 4096)
358                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
359                 if (kbytes > 65536)
360                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
361                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
362                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
363         }
364
365         /*
366          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
367          * kernel_map.
368          */
369         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
370                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
371                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
372         }
373
374         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
375 #ifdef NSWBUF_MIN
376         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
377                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
378 #endif
379 #ifdef DIRECTIO
380         ffs_rawread_setup();
381 #endif
382
383         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
384         valloc(buf, struct buf, nbuf);
385
386         /*
387          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
388          */
389         if (firstaddr == 0) {
390                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
391                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
392                 if (firstaddr == 0)
393                         panic("startup: no room for tables");
394                 goto again;
395         }
396
397         /*
398          * End of second pass, addresses have been assigned
399          */
400         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
401                 panic("startup: table size inconsistency");
402
403         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
404                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
405         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
406                       (nbuf*BKVASIZE));
407         buffer_map.system_map = 1;
408         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
409                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
410         pager_map.system_map = 1;
411
412 #if defined(USERCONFIG)
413         userconfig();
414         cninit();               /* the preferred console may have changed */
415 #endif
416
417         kprintf("avail memory = %lu (%luK bytes)\n",
418                 ptoa(vmstats.v_free_count),
419                 ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024);
420
421         /*
422          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
423          */
424         bufinit();
425         vm_pager_bufferinit();
426
427 #ifdef SMP
428         /*
429          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
430          */
431         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
432         mp_announce();
433 #endif  /* SMP */
434         cpu_setregs();
435 }
436
437 /*
438  * Send an interrupt to process.
439  *
440  * Stack is set up to allow sigcode stored
441  * at top to call routine, followed by kcall
442  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
443  * resets the signal mask, the stack, and the
444  * frame pointer, it returns to the user
445  * specified pc, psl.
446  */
447 void
448 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
449 {
450         kprintf0("sendsig\n");
451         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
452         struct proc *p = lp->lwp_proc;
453         struct trapframe *regs;
454         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
455         struct sigframe sf, *sfp;
456         int oonstack;
457         char *sp;
458
459         regs = lp->lwp_md.md_regs;
460         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
461
462         /* Save user context */
463         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
464         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
465         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
466         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
467         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
468         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
469
470         /* Make the size of the saved context visible to userland */
471         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
472
473         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
474         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
475                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
476
477         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
478         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
479             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
480                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
481                               sizeof(struct sigframe));
482                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
483         } else {
484                 /* We take red zone into account */
485                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
486         }
487
488         /* Align to 16 bytes */
489         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
490
491         /* Translate the signal is appropriate */
492         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
493                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
494                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
495         }
496
497         /*
498          * Build the argument list for the signal handler.
499          *
500          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
501          */
502         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
503         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
504
505         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
506                 /*
507                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
508                  *
509                  * action(signo, siginfo, ucontext)
510                  */
511                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
512                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
513                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
514
515                 /* fill siginfo structure */
516                 sf.sf_si.si_signo = sig;
517                 sf.sf_si.si_code = code;
518                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
519         } else {
520                 /*
521                  * Old FreeBSD-style arguments.
522                  *
523                  * handler (signo, code, [uc], addr)
524                  */
525                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
526                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
527                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
528         }
529
530         /*
531          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
532          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
533          * eflags.
534          */
535 #if JG
536         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
537                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
538                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
539
540                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
541                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
542                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
543                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
544
545                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
546                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
547                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
548                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
549
550                 /*
551                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
552                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
553                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
554                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
555                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
556                  */
557                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
558         }
559 #endif
560
561         /*
562          * Save the FPU state and reinit the FP unit
563          */
564         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
565
566         /*
567          * Copy the sigframe out to the user's stack.
568          */
569         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
570                 /*
571                  * Something is wrong with the stack pointer.
572                  * ...Kill the process.
573                  */
574                 sigexit(lp, SIGILL);
575         }
576
577         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
578         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
579
580         /*
581          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
582          * on function entry
583          */
584         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
585
586         /*
587          * 64 bit mode has a code and stack selector but
588          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
589          * stored in-context.
590          */
591         regs->tf_cs = _ucodesel;
592         regs->tf_ss = _udatasel;
593 }
594
595 /*
596  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
597  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
598  * issue.
599  *
600  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
601  * bad idea?
602  */
603 int
604 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
605 {
606         kprintf0("cpu_sanitize_frame\n");
607         frame->tf_cs = _ucodesel;
608         frame->tf_ss = _udatasel;
609         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
610         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
611         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
612
613         return(0);
614 }
615
616 /*
617  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
618  * on us.  For AMD64 we don't have to do anything.
619  */
620 int
621 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
622 {
623         return(0);
624 }
625
626 /*
627  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
628  *
629  * System call to cleanup state after a signal
630  * has been taken.  Reset signal mask and
631  * stack state from context left by sendsig (above).
632  * Return to previous pc and psl as specified by
633  * context left by sendsig. Check carefully to
634  * make sure that the user has not modified the
635  * state to gain improper privileges.
636  */
637 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
638 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
639
640 int
641 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
642 {
643         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
644         struct proc *p = lp->lwp_proc;
645         struct trapframe *regs;
646         ucontext_t uc;
647         ucontext_t *ucp;
648         register_t rflags;
649         int cs;
650         int error;
651
652         /*
653          * We have to copy the information into kernel space so userland
654          * can't modify it while we are sniffing it.
655          */
656         regs = lp->lwp_md.md_regs;
657         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
658         if (error)
659                 return (error);
660         ucp = &uc;
661         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
662
663         /* VM (8086) mode not supported */
664         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
665
666 #if JG
667         if (eflags & PSL_VM) {
668                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
669                 struct vm86_kernel *vm86;
670
671                 /*
672                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
673                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
674                  */
675                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
676                         return (EINVAL);
677                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
678                 if (vm86->vm86_inited == 0)
679                         return (EINVAL);
680
681                 /* go back to user mode if both flags are set */
682                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
683                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
684
685                 if (vm86->vm86_has_vme) {
686                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
687                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
688                 } else {
689                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
690                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
691                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
692                 }
693                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
694                 tf->tf_eflags = eflags;
695                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
696                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
697                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
698                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
699                 tf->tf_ds = _udatasel;
700                 tf->tf_es = _udatasel;
701                 tf->tf_fs = _udatasel;
702                 tf->tf_gs = _udatasel;
703         } else
704 #endif
705         {
706                 /*
707                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
708                  */
709                 /*
710                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
711                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
712                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
713                  * the signal context during signal handling and there is no
714                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
715                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
716                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
717                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
718                  */
719                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
720                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
721                         return(EINVAL);
722                 }
723
724                 /*
725                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
726                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
727                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
728                  */
729                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
730                 if (!CS_SECURE(cs)) {
731                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
732                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
733                         return(EINVAL);
734                 }
735                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
736         }
737
738         /*
739          * Restore the FPU state from the frame
740          */
741         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
742
743         /*
744          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
745          * semantics against system calls.
746          */
747         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
748                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
749
750         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
751                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
752         else
753                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
754
755         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
756         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
757         return(EJUSTRETURN);
758 }
759
760 /*
761  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
762  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
763  * already been pushed on the stack.
764  */
765 struct upc_frame {
766         register_t      rax;
767         register_t      rcx;
768         register_t      rdx;
769         register_t      flags;
770         register_t      oldip;
771 };
772
773 void
774 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
775 {
776         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
777         struct trapframe *regs;
778         struct upcall upcall;
779         struct upc_frame upc_frame;
780         int     crit_count = 0;
781
782         /*
783          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
784          * context, switch back to the virtual kernel context before
785          * trying to post the signal.
786          */
787         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
788                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
789                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
790         }
791
792         /*
793          * Get the upcall data structure
794          */
795         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
796             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
797         ) {
798                 vu->vu_pending = 0;
799                 kprintf("bad upcall address\n");
800                 return;
801         }
802
803         /*
804          * If the data structure is already marked pending or has a critical
805          * section count, mark the data structure as pending and return 
806          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
807          */
808         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
809                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
810                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
811                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
812                                 sizeof(upcall.upc_pending));
813                 }
814                 return;
815         }
816
817         /*
818          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
819          *
820          * Bump our critical section count and set or clear the
821          * user pending flag depending on whether more upcalls are
822          * pending.  The user will be responsible for calling 
823          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
824          */
825         vu->vu_pending = 0;
826         upcall.upc_pending = morepending;
827         crit_count += TDPRI_CRIT;
828         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
829                 sizeof(upcall.upc_pending));
830         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
831                 sizeof(int));
832
833         /*
834          * Construct a stack frame and issue the upcall
835          */
836         regs = lp->lwp_md.md_regs;
837         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
838         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
839         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
840         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
841         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
842         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
843             sizeof(upc_frame)) != 0) {
844                 kprintf("bad stack on upcall\n");
845         } else {
846                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
847                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
848                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
849                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
850                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
851         }
852 }
853
854 /*
855  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
856  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
857  * being overwritten by the syscall return value.
858  *
859  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
860  * and the function pointer in %eax.  
861  */
862 int
863 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
864 {
865         struct upc_frame upc_frame;
866         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
867         struct trapframe *regs;
868         int error;
869         struct upcall upcall;
870         int crit_count;
871
872         regs = lp->lwp_md.md_regs;
873
874         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
875         if (error == 0) {
876             if (vu) {
877                 /*
878                  * This jumps us to the next ready context.
879                  */
880                 vu->vu_pending = 0;
881                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
882                 crit_count = 0;
883                 if (error == 0)
884                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
885                 crit_count += TDPRI_CRIT;
886                 if (error == 0)
887                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
888                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
889                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
890                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
891                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
892                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
893             } else {
894                 /*
895                  * This returns us to the originally interrupted code.
896                  */
897                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
898                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
899                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
900                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
901                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
902                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
903                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
904                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
905             }
906         }
907         if (error == 0)
908                 error = EJUSTRETURN;
909         return(error);
910 }
911
912 /*
913  * Machine dependent boot() routine
914  *
915  * I haven't seen anything to put here yet
916  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
917  */
918 void
919 cpu_boot(int howto)
920 {
921 }
922
923 /*
924  * Shutdown the CPU as much as possible
925  */
926 void
927 cpu_halt(void)
928 {
929         for (;;)
930                 __asm__ __volatile("hlt");
931 }
932
933 /*
934  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
935  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
936  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
937  *
938  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
939  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
940  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
941  * critical section.
942  *
943  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
944  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
945  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
946  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
947  */
948 static int      cpu_idle_hlt = 1;
949 static int      cpu_idle_hltcnt;
950 static int      cpu_idle_spincnt;
951 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
952     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
953 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
954     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
955 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
956     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
957
958 static void
959 cpu_idle_default_hook(void)
960 {
961         /*
962          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
963          * following the sti.
964          */
965         __asm __volatile("sti; hlt");
966 }
967
968 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
969 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
970
971 void
972 cpu_idle(void)
973 {
974         struct thread *td = curthread;
975
976         crit_exit();
977         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
978         for (;;) {
979                 /*
980                  * See if there are any LWKTs ready to go.
981                  */
982                 lwkt_switch();
983
984                 /*
985                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
986                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
987                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
988                  */
989                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
990                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
991                         __asm __volatile("cli");
992                         splz();
993                         if (!lwkt_runnable())
994                             cpu_idle_hook();
995 #ifdef SMP
996                         else
997                             __asm __volatile("pause");
998 #endif
999                         ++cpu_idle_hltcnt;
1000                 } else {
1001                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
1002                         splz();
1003 #ifdef SMP
1004                         __asm __volatile("sti; pause");
1005 #else
1006                         __asm __volatile("sti");
1007 #endif
1008                         ++cpu_idle_spincnt;
1009                 }
1010         }
1011 }
1012
1013 /*
1014  * This routine is called when the only runnable threads require
1015  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
1016  * we let the scheduler spin.
1017  */
1018 void
1019 cpu_mplock_contested(void)
1020 {
1021         cpu_pause();
1022 }
1023
1024 /*
1025  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1026  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1027  * we let it spin.
1028  */
1029 void
1030 cpu_spinlock_contested(void)
1031 {
1032         cpu_pause();
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Clear registers on exec
1037  */
1038 void
1039 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1040 {
1041         struct thread *td = curthread;
1042         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1043         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1044         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1045
1046         kprintf0("exec_setregs\n");
1047
1048         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1049         user_ldt_free(pcb);
1050   
1051         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1052         regs->tf_rip = entry;
1053         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1054         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1055         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1056         regs->tf_ss = _udatasel;
1057         regs->tf_cs = _ucodesel;
1058         regs->tf_rbx = ps_strings;
1059
1060         /*
1061          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1062          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1063          */
1064         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1065                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1066                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1067                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1068                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1069                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1070                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1071                 if (pcb == td->td_pcb) {
1072                         /*
1073                          * Clear the debug registers on the running
1074                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1075                          * the next process we switch to.
1076                          */
1077                         reset_dbregs();
1078                 }
1079                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1080         }
1081
1082         /*
1083          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1084          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1085          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1086          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1087          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1088          */
1089         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1090
1091         /*
1092          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1093          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1094          *       may panic in npxdna().
1095          */
1096         crit_enter();
1097         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1098
1099         /*
1100          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1101          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1102          *       code knows what the current MSR values are.
1103          */
1104         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1105         pcb->pcb_gsbase = 0;
1106         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1107         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1108         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1109         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1110
1111 #if NNPX > 0
1112         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1113         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1114 #endif
1115         crit_exit();
1116
1117         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1118         pcb->pcb_es = _udatasel;
1119         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1120         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1121 }
1122
1123 void
1124 cpu_setregs(void)
1125 {
1126         register_t cr0;
1127
1128         cr0 = rcr0();
1129         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1130         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1131         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1132         load_cr0(cr0);
1133         load_gs(_udatasel);
1134 }
1135
1136 static int
1137 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1138 {
1139         int error;
1140         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1141                 req);
1142         if (!error && req->newptr)
1143                 resettodr();
1144         return (error);
1145 }
1146
1147 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1148         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1149
1150 #if JG
1151 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1152         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1153 #endif
1154
1155 #if JG
1156 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1157         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1158 #endif
1159
1160 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1161         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1162
1163 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1164 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1165         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1166
1167 /*
1168  * Initialize 386 and configure to run kernel
1169  */
1170
1171 /*
1172  * Initialize segments & interrupt table
1173  */
1174
1175 int _default_ldt;
1176 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1177 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1178 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1179 #if JG
1180 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1181 #endif
1182
1183 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1184 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1185
1186 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1187 extern int has_f00f_bug;
1188 #endif
1189
1190 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1191
1192 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1193 void *proc0paddr;
1194 /* JG alignment? */
1195 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1196
1197
1198 /* software prototypes -- in more palatable form */
1199 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1200 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1201 {       0x0,                    /* segment base address  */
1202         0x0,                    /* length */
1203         0,                      /* segment type */
1204         0,                      /* segment descriptor priority level */
1205         0,                      /* segment descriptor present */
1206         0,                      /* long */
1207         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1208         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1209 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1210 {       0x0,                    /* segment base address  */
1211         0xfffff,                /* length - all address space */
1212         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1213         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1214         1,                      /* segment descriptor present */
1215         1,                      /* long */
1216         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1217         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1218 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1219 {       0x0,                    /* segment base address  */
1220         0xfffff,                /* length - all address space */
1221         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1222         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1223         1,                      /* segment descriptor present */
1224         1,                      /* long */
1225         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1226         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1227 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1228 {       0x0,                    /* segment base address  */
1229         0xfffff,                /* length - all address space */
1230         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1231         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1232         1,                      /* segment descriptor present */
1233         0,                      /* long */
1234         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1235         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1236 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1237 {       0x0,                    /* segment base address  */
1238         0xfffff,                /* length - all address space */
1239         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1240         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1241         1,                      /* segment descriptor present */
1242         0,                      /* long */
1243         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1244         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1245 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1246 {       0x0,                    /* segment base address  */
1247         0xfffff,                /* length - all address space */
1248         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1249         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1250         1,                      /* segment descriptor present */
1251         1,                      /* long */
1252         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1253         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1254 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1255 {
1256         0x0,                    /* segment base address */
1257         sizeof(struct amd64tss)-1,/* length - all address space */
1258         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1259         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1260         1,                      /* segment descriptor present */
1261         0,                      /* long */
1262         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1263         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1264 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1265 {       0x0,                    /* segment base address  */
1266         0x0,                    /* length */
1267         0,                      /* segment type */
1268         0,                      /* segment descriptor priority level */
1269         0,                      /* segment descriptor present */
1270         0,                      /* long */
1271         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1272         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1273 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1274 {       0x0,                    /* segment base address  */
1275         0xfffff,                /* length - all address space */
1276         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1277         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1278         1,                      /* segment descriptor present */
1279         0,                      /* long */
1280         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1281         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1282 };
1283
1284 void
1285 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1286 {
1287         struct gate_descriptor *ip;
1288
1289         ip = idt + idx;
1290         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1291         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1292         ip->gd_ist = ist;
1293         ip->gd_xx = 0;
1294         ip->gd_type = typ;
1295         ip->gd_dpl = dpl;
1296         ip->gd_p = 1;
1297         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1298 }
1299
1300 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1301
1302 extern inthand_t
1303         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1304         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1305         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1306         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1307         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1308         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1309
1310 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1311 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1312 #endif
1313
1314 void
1315 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1316 {
1317         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1318         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1319         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1320         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1321         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1322         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1323         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1324 }
1325
1326 void
1327 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1328 {
1329
1330         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1331         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1332         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1333         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1334         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1335         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1336         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1337         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1338         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1339         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1340 }
1341
1342 void
1343 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1344     struct system_segment_descriptor *sd)
1345 {
1346
1347         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1348         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1349         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1350         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1351         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1352         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1353         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1354         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1355 }
1356
1357 u_int basemem;
1358
1359 /*
1360  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1361  * available physical memory in the system, then test this memory and
1362  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1363  *
1364  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1365  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1366  *
1367  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1368  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1369  *
1370  * XXX first should be vm_paddr_t.
1371  */
1372 static void
1373 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1374 {
1375         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1376         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1377         u_long physmem_tunable;
1378         pt_entry_t *pte;
1379         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1380         u_int32_t smapsize;
1381         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1382
1383         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1384         basemem = 0;
1385         physmap_idx = 0;
1386
1387         /*
1388          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1389          *
1390          * subr_module.c says:
1391          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1392          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1393          */
1394         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1395             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1396         if (smapbase == NULL)
1397                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1398
1399         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1400         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1401
1402         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1403                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1404                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1405                             smap->type, smap->base, smap->length);
1406
1407                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1408                         continue;
1409
1410                 if (smap->length == 0)
1411                         continue;
1412
1413                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1414                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1415                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1416                                         kprintf(
1417         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1418                                 continue;
1419                         }
1420                 }
1421
1422                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1423                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1424                         continue;
1425                 }
1426
1427                 physmap_idx += 2;
1428                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1429                         kprintf(
1430                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1431                         break;
1432                 }
1433                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1434                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1435         }
1436
1437         /*
1438          * Find the 'base memory' segment for SMP
1439          */
1440         basemem = 0;
1441         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1442                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1443                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1444                         break;
1445                 }
1446         }
1447         if (basemem == 0)
1448                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1449
1450 #ifdef SMP
1451         /* make hole for AP bootstrap code */
1452         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1453 #endif
1454
1455         /*
1456          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1457          * highest page of the physical address space.  It should be
1458          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1459          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1460          */
1461         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1462
1463 #ifdef MAXMEM
1464         Maxmem = MAXMEM / 4;
1465 #endif
1466
1467         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1468                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1469
1470         /*
1471          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1472          * in the system.
1473          */
1474         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1475                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1476
1477         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1478             (boothowto & RB_VERBOSE))
1479                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1480
1481         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1482         pmap_bootstrap(&first);
1483
1484         /*
1485          * Size up each available chunk of physical memory.
1486          */
1487         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1488         pa_indx = 0;
1489         da_indx = 1;
1490         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1491         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1492         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1493         pte = CMAP1;
1494
1495         /*
1496          * Get dcons buffer address
1497          */
1498         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1499             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1500                 dcons_addr = 0;
1501
1502         /*
1503          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1504          * round up the start address and round down the end address.
1505          */
1506         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1507                 vm_paddr_t end;
1508
1509                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1510                 if (physmap[i + 1] < end)
1511                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1512                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1513                         int tmp, page_bad, full;
1514                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1515
1516                         full = FALSE;
1517                         /*
1518                          * block out kernel memory as not available.
1519                          */
1520                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1521                                 goto do_dump_avail;
1522
1523                         /*
1524                          * block out dcons buffer
1525                          */
1526                         if (dcons_addr > 0
1527                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1528                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1529                                 goto do_dump_avail;
1530
1531                         page_bad = FALSE;
1532
1533                         /*
1534                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1535                          */
1536                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1537                         cpu_invltlb();
1538
1539                         tmp = *(int *)ptr;
1540                         /*
1541                          * Test for alternating 1's and 0's
1542                          */
1543                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1544                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1545                                 page_bad = TRUE;
1546                         /*
1547                          * Test for alternating 0's and 1's
1548                          */
1549                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1550                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1551                                 page_bad = TRUE;
1552                         /*
1553                          * Test for all 1's
1554                          */
1555                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1556                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1557                                 page_bad = TRUE;
1558                         /*
1559                          * Test for all 0's
1560                          */
1561                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1562                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1563                                 page_bad = TRUE;
1564                         /*
1565                          * Restore original value.
1566                          */
1567                         *(int *)ptr = tmp;
1568
1569                         /*
1570                          * Adjust array of valid/good pages.
1571                          */
1572                         if (page_bad == TRUE)
1573                                 continue;
1574                         /*
1575                          * If this good page is a continuation of the
1576                          * previous set of good pages, then just increase
1577                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1578                          * Note that "end" points one higher than end,
1579                          * making the range >= start and < end.
1580                          * If we're also doing a speculative memory
1581                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1582                          * so that we keep going. The first bad page
1583                          * will terminate the loop.
1584                          */
1585                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1586                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1587                         } else {
1588                                 pa_indx++;
1589                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1590                                         kprintf(
1591                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1592                                         pa_indx--;
1593                                         full = TRUE;
1594                                         goto do_dump_avail;
1595                                 }
1596                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1597                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1598                         }
1599                         physmem++;
1600 do_dump_avail:
1601                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1602                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1603                         } else {
1604                                 da_indx++;
1605                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1606                                         da_indx--;
1607                                         goto do_next;
1608                                 }
1609                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1610                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1611                         }
1612 do_next:
1613                         if (full)
1614                                 break;
1615                 }
1616         }
1617         *pte = 0;
1618         cpu_invltlb();
1619
1620         /*
1621          * XXX
1622          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1623          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1624          * calculation, etc.).
1625          */
1626         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1627             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1628                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1629                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1630                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1631         }
1632
1633         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1634
1635         /* Trim off space for the message buffer. */
1636         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1637
1638         /* Map the message buffer. */
1639         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1640                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1641                     off);
1642 }
1643
1644 /*
1645  * IDT VECTORS:
1646  *      0       Divide by zero
1647  *      1       Debug
1648  *      2       NMI
1649  *      3       BreakPoint
1650  *      4       OverFlow
1651  *      5       Bound-Range
1652  *      6       Invalid OpCode
1653  *      7       Device Not Available (x87)
1654  *      8       Double-Fault
1655  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1656  *      10      Invalid-TSS
1657  *      11      Segment not present
1658  *      12      Stack
1659  *      13      General Protection
1660  *      14      Page Fault
1661  *      15      Reserved
1662  *      16      x87 FP Exception pending
1663  *      17      Alignment Check
1664  *      18      Machine Check
1665  *      19      SIMD floating point
1666  *      20-31   reserved
1667  *      32-255  INTn/external sources
1668  */
1669 u_int64_t
1670 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1671 {
1672         caddr_t kmdp;
1673         int gsel_tss, x;
1674 #if JG
1675         int metadata_missing, off;
1676 #endif
1677         struct mdglobaldata *gd;
1678         u_int64_t msr;
1679         char *env;
1680
1681 #if JG
1682         /*
1683          * This must be done before the first references
1684          * to CPU_prvspace[0] are made.
1685          */
1686         init_paging(&physfree);
1687 #endif
1688
1689         /*
1690          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1691          */
1692         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1693         bzero(gd, sizeof(*gd));
1694
1695         /*
1696          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1697          * early in the boot sequence because the system assumes
1698          * that 'curthread' is never NULL.
1699          */
1700
1701         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1702         thread0.td_gd = &gd->mi;
1703
1704         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1705
1706 #if JG
1707         metadata_missing = 0;
1708         if (bootinfo.bi_modulep) {
1709                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1710                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1711         } else {
1712                 metadata_missing = 1;
1713         }
1714         if (bootinfo.bi_envp)
1715                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1716 #endif
1717
1718         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1719         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1720         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1721         if (kmdp == NULL)
1722                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1723         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1724         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1725 #ifdef DDB
1726         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1727         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1728 #endif
1729
1730         /*
1731          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1732          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1733          */
1734         ncpus = 1;
1735         ncpus2 = 1;
1736         ncpus_fit = 1;
1737         /* Init basic tunables, hz etc */
1738         init_param1();
1739
1740         /*
1741          * make gdt memory segments
1742          */
1743         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1744                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1745
1746         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1747
1748         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1749                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1750                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1751         }
1752         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1753             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1754
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         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1884         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1885         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1886         env = kgetenv("kernelname");
1887         if (env != NULL)
1888                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1889
1890         /* Location of kernel stack for locore */
1891         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1896  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1897  * data space were allocated in locore.
1898  *
1899  * Note: the idlethread's cpl is 0
1900  *
1901  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1902  */
1903 void
1904 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1905 {
1906         if (cpu)
1907                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1908
1909         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1910                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1911                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1912                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
1913         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1914         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1915         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1916         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1917 }
1918
1919 int
1920 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1921 {
1922         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1923             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1924                 return (TRUE);
1925         }
1926         return (FALSE);
1927 }
1928
1929 struct globaldata *
1930 globaldata_find(int cpu)
1931 {
1932         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1933         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1934 }
1935
1936 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1937 static void f00f_hack(void *unused);
1938 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1939
1940 static void
1941 f00f_hack(void *unused) 
1942 {
1943         struct gate_descriptor *new_idt;
1944         vm_offset_t tmp;
1945
1946         if (!has_f00f_bug)
1947                 return;
1948
1949         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1950
1951         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1952
1953         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1954         if (tmp == 0)
1955                 panic("kmem_alloc returned 0");
1956         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1957                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1958         /* Put the first seven entries in the lower page */
1959         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1960         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1961         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1962         lidt(&r_idt);
1963         idt = new_idt;
1964         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1965                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1966                 panic("vm_map_protect failed");
1967         return;
1968 }
1969 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1970
1971 int
1972 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1973 {
1974         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1975         return (0);
1976 }
1977
1978 int
1979 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1980 {
1981         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1982         return (0);
1983 }
1984
1985 int
1986 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1987 {
1988         struct pcb *pcb;
1989         struct trapframe *tp;
1990
1991         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1992         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1993
1994         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1995         return (0);
1996 }
1997
1998 int
1999 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2000 {
2001         struct pcb *pcb;
2002         struct trapframe *tp;
2003
2004         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2005         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2006             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2007                 return (EINVAL);
2008         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2009         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2010         return (0);
2011 }
2012
2013 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2014 static void
2015 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2016 {
2017         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2018         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2019         int i;
2020
2021         /* FPU control/status */
2022         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2023         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2024         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2025         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2026         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2027         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2028         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2029         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2030
2031         /* FPU registers */
2032         for (i = 0; i < 8; ++i)
2033                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2034
2035         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2036 }
2037
2038 static void
2039 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2040 {
2041         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2042         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2043         int i;
2044
2045         /* FPU control/status */
2046         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2047         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2048         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2049         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2050         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2051         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2052         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2053         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2054
2055         /* FPU registers */
2056         for (i = 0; i < 8; ++i)
2057                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2058
2059         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2060 }
2061 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2062
2063 int
2064 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2065 {
2066 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2067         if (cpu_fxsr) {
2068                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2069                                 (struct save87 *)fpregs);
2070                 return (0);
2071         }
2072 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2073         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2074         return (0);
2075 }
2076
2077 int
2078 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2079 {
2080 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2081         if (cpu_fxsr) {
2082                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2083                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2084                 return (0);
2085         }
2086 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2087         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2088         return (0);
2089 }
2090
2091 int
2092 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2093 {
2094         if (lp == NULL) {
2095                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2096                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2097                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2098                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2099                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2100                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2101                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2102                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2103         } else {
2104                 struct pcb *pcb;
2105
2106                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2107                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2108                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2109                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2110                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2111                 dbregs->dr[4] = 0;
2112                 dbregs->dr[5] = 0;
2113                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2114                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2115         }
2116         return (0);
2117 }
2118
2119 int
2120 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2121 {
2122         if (lp == NULL) {
2123                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2124                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2125                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2126                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2127                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2128                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2129                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2130                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2131         } else {
2132                 struct pcb *pcb;
2133                 struct ucred *ucred;
2134                 int i;
2135                 uint64_t mask1, mask2;
2136
2137                 /*
2138                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2139                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2140                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2141                  * TRCTRAP.
2142                  */
2143                 /* JG this loop looks unreadable */
2144                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2145                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2146                  */
2147                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2148                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2149                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2150                  * carried to decide if it is safe and useful to
2151                  * provide access to that capability
2152                  */
2153                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2154                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2155                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2156                                 return (EINVAL);
2157                 
2158                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2159                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2160
2161                 /*
2162                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2163                  * process's address space.  If a process could do this, it
2164                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2165                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2166                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2167                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2168                  * uid 0.
2169                  *
2170                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2171                  * address space is written into from within the kernel
2172                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2173                  * from within kernel mode?
2174                  */
2175
2176                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2177                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2178                                 /* dr0 is enabled */
2179                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2180                                         return (EINVAL);
2181                         }
2182
2183                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2184                                 /* dr1 is enabled */
2185                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2186                                         return (EINVAL);
2187                         }
2188
2189                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2190                                 /* dr2 is enabled */
2191                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2192                                         return (EINVAL);
2193                         }
2194
2195                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2196                                 /* dr3 is enabled */
2197                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2198                                         return (EINVAL);
2199                         }
2200                 }
2201
2202                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2203                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2204                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2205                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2206                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2207                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2208
2209                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2210         }
2211
2212         return (0);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2217  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2218  */
2219 int
2220 user_dbreg_trap(void)
2221 {
2222         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2223         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2224         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2225         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2226         int i;
2227         
2228         dr7 = rdr7();
2229         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2230                 /*
2231                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2232                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2233                  * hardware debug registers
2234                  */
2235                 return 0;
2236         }
2237
2238         nbp = 0;
2239         dr6 = rdr6();
2240         bp = dr6 & 0xf;
2241
2242         if (bp == 0) {
2243                 /*
2244                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2245                  * trap was not caused by any of the debug registers
2246                  */
2247                 return 0;
2248         }
2249
2250         /*
2251          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2252          * which ones and if any of them are user space addresses
2253          */
2254
2255         if (bp & 0x01) {
2256                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2257         }
2258         if (bp & 0x02) {
2259                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2260         }
2261         if (bp & 0x04) {
2262                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2263         }
2264         if (bp & 0x08) {
2265                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2266         }
2267
2268         for (i=0; i<nbp; i++) {
2269                 if (addr[i] <
2270                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2271                         /*
2272                          * addr[i] is in user space
2273                          */
2274                         return nbp;
2275                 }
2276         }
2277
2278         /*
2279          * None of the breakpoints are in user space.
2280          */
2281         return 0;
2282 }
2283
2284
2285 #ifndef DDB
2286 void
2287 Debugger(const char *msg)
2288 {
2289         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2290 }
2291 #endif /* no DDB */
2292
2293 #ifdef DDB
2294
2295 /*
2296  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2297  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2298  * called inside DDB.
2299  *
2300  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2301  */
2302
2303 #undef inb
2304 #undef outb
2305
2306 /* silence compiler warnings */
2307 u_char inb(u_int);
2308 void outb(u_int, u_char);
2309
2310 u_char
2311 inb(u_int port)
2312 {
2313         u_char  data;
2314         /*
2315          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2316          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2317          * if we tell it to load (u_short) port.
2318          */
2319         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2320         return (data);
2321 }
2322
2323 void
2324 outb(u_int port, u_char data)
2325 {
2326         u_char  al;
2327         /*
2328          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2329          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2330          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2331          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2332          */
2333         al = data;
2334         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2335 }
2336
2337 #endif /* DDB */
2338
2339
2340
2341 #include "opt_cpu.h"
2342
2343
2344 /*
2345  * initialize all the SMP locks
2346  */
2347
2348 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2349 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2350
2351 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2352 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2353
2354 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2355 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2356
2357 /* critical region around INTR() routines */
2358 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2359
2360 /* lock region used by kernel profiling */
2361 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2362
2363 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2364 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2365
2366 /* locks kernel kprintfs */
2367 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2368
2369 /* lock regions around the clock hardware */
2370 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2371
2372 /* lock around the MP rendezvous */
2373 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2374
2375 static void
2376 init_locks(void)
2377 {
2378         /*
2379          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2380          */
2381         /*
2382          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2383          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2384          */
2385 #ifdef SMP
2386         cpu_get_initial_mplock();
2387 #endif
2388         /* DEPRECATED */
2389         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2390         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2391         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2392         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2393         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2394         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2395         spin_lock_init(&com_spinlock);
2396         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2397         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2398
2399         /* our token pool needs to work early */
2400         lwkt_token_pool_init();
2401 }
2402