amd64: Remove or disable most uses of kprintf0().
[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         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
206                 amd64_btop(avail_end - avail_start), req);
207         return (error);
208 }
209
210 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
211         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
212
213 static int
214 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
215 {
216         int error;
217
218         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
219          * some initial nulls).
220          */
221         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
222                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
223         if(error) return(error);
224         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
225                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
226                         msgbufp->msg_bufr,req);
227         }
228         return(error);
229 }
230
231 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
232         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
233
234 static int msgbuf_clear;
235
236 static int
237 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
238 {
239         int error;
240         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
241                 req);
242         if (!error && req->newptr) {
243                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
244                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
245                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
246                 msgbuf_clear=0;
247         }
248         return (error);
249 }
250
251 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
252         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
253         "Clear kernel message buffer");
254
255 vm_paddr_t Maxmem = 0;
256
257 /*
258  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
259  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
260  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
261  * PHYSSEG entries.
262  */
263 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
264
265 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
266 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
267
268 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
269 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
270 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
271
272 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
273 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
274 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
275 static struct trapframe proc0_tf;
276
277 static void
278 cpu_startup(void *dummy)
279 {
280         caddr_t v;
281         vm_size_t size = 0;
282         vm_offset_t firstaddr;
283
284         if (boothowto & RB_VERBOSE)
285                 bootverbose++;
286
287         /*
288          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
289          */
290         kprintf("%s", version);
291         startrtclock();
292         printcpuinfo();
293         panicifcpuunsupported();
294 #ifdef PERFMON
295         perfmon_init();
296 #endif
297         kprintf("real memory  = %llu (%lluK bytes)\n", ptoa(Maxmem), ptoa(Maxmem) / 1024);
298         /*
299          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
300          */
301         if (bootverbose) {
302                 int indx;
303
304                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
305                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
306                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
307
308                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
309                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
310                             size1 / PAGE_SIZE);
311                 }
312         }
313
314         /*
315          * Allocate space for system data structures.
316          * The first available kernel virtual address is in "v".
317          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
318          * As pages of memory are allocated and cleared,
319          * "firstaddr" is incremented.
320          * An index into the kernel page table corresponding to the
321          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
322          */
323
324         /*
325          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
326          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
327          * addresses to the various data structures.
328          */
329         firstaddr = 0;
330 again:
331         v = (caddr_t)firstaddr;
332
333 #define valloc(name, type, num) \
334             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
335 #define valloclim(name, type, num, lim) \
336             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
337
338         /*
339          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
340          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
341          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
342          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
343          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
344          * maxbcache bytes.
345          *
346          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
347          */
348         if (nbuf == 0) {
349                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
350                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
351
352                 nbuf = 50;
353                 if (kbytes > 4096)
354                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
355                 if (kbytes > 65536)
356                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
357                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
358                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
359         }
360
361         /*
362          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
363          * kernel_map.
364          */
365         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
366                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
367                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
368         }
369
370         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
371 #ifdef NSWBUF_MIN
372         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
373                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
374 #endif
375 #ifdef DIRECTIO
376         ffs_rawread_setup();
377 #endif
378
379         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
380         valloc(buf, struct buf, nbuf);
381
382         /*
383          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
384          */
385         if (firstaddr == 0) {
386                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
387                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
388                 if (firstaddr == 0)
389                         panic("startup: no room for tables");
390                 goto again;
391         }
392
393         /*
394          * End of second pass, addresses have been assigned
395          */
396         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
397                 panic("startup: table size inconsistency");
398
399         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
400                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
401         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
402                       (nbuf*BKVASIZE));
403         buffer_map.system_map = 1;
404         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
405                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
406         pager_map.system_map = 1;
407
408 #if defined(USERCONFIG)
409         userconfig();
410         cninit();               /* the preferred console may have changed */
411 #endif
412
413         kprintf("avail memory = %lu (%luK bytes)\n",
414                 ptoa(vmstats.v_free_count),
415                 ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024);
416
417         /*
418          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
419          */
420         bufinit();
421         vm_pager_bufferinit();
422
423 #ifdef SMP
424         /*
425          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
426          */
427         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
428         mp_announce();
429 #endif  /* SMP */
430         cpu_setregs();
431 }
432
433 /*
434  * Send an interrupt to process.
435  *
436  * Stack is set up to allow sigcode stored
437  * at top to call routine, followed by kcall
438  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
439  * resets the signal mask, the stack, and the
440  * frame pointer, it returns to the user
441  * specified pc, psl.
442  */
443 void
444 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
445 {
446         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
447         struct proc *p = lp->lwp_proc;
448         struct trapframe *regs;
449         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
450         struct sigframe sf, *sfp;
451         int oonstack;
452         char *sp;
453
454         regs = lp->lwp_md.md_regs;
455         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
456
457         /* Save user context */
458         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
459         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
460         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
461         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
462         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
463         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
464
465         /* Make the size of the saved context visible to userland */
466         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
467
468         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
469         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
470                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
471
472         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
473         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
474             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
475                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
476                               sizeof(struct sigframe));
477                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
478         } else {
479                 /* We take red zone into account */
480                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
481         }
482
483         /* Align to 16 bytes */
484         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
485
486         /* Translate the signal is appropriate */
487         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
488                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
489                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
490         }
491
492         /*
493          * Build the argument list for the signal handler.
494          *
495          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
496          */
497         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
498         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
499
500         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
501                 /*
502                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
503                  *
504                  * action(signo, siginfo, ucontext)
505                  */
506                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
507                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
508                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
509
510                 /* fill siginfo structure */
511                 sf.sf_si.si_signo = sig;
512                 sf.sf_si.si_code = code;
513                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
514         } else {
515                 /*
516                  * Old FreeBSD-style arguments.
517                  *
518                  * handler (signo, code, [uc], addr)
519                  */
520                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
521                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
522                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
523         }
524
525         /*
526          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
527          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
528          * eflags.
529          */
530 #if JG
531         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
532                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
533                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
534
535                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
536                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
537                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
538                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
539
540                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
541                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
542                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
543                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
544
545                 /*
546                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
547                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
548                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
549                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
550                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
551                  */
552                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
553         }
554 #endif
555
556         /*
557          * Save the FPU state and reinit the FP unit
558          */
559         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
560
561         /*
562          * Copy the sigframe out to the user's stack.
563          */
564         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
565                 /*
566                  * Something is wrong with the stack pointer.
567                  * ...Kill the process.
568                  */
569                 sigexit(lp, SIGILL);
570         }
571
572         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
573         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
574
575         /*
576          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
577          * on function entry
578          */
579         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
580
581         /*
582          * 64 bit mode has a code and stack selector but
583          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
584          * stored in-context.
585          */
586         regs->tf_cs = _ucodesel;
587         regs->tf_ss = _udatasel;
588 }
589
590 /*
591  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
592  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
593  * issue.
594  *
595  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
596  * bad idea?
597  */
598 int
599 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
600 {
601         frame->tf_cs = _ucodesel;
602         frame->tf_ss = _udatasel;
603         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
604         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
605         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
606
607         return(0);
608 }
609
610 /*
611  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
612  * on us.  For AMD64 we don't have to do anything.
613  */
614 int
615 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
616 {
617         return(0);
618 }
619
620 /*
621  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
622  *
623  * System call to cleanup state after a signal
624  * has been taken.  Reset signal mask and
625  * stack state from context left by sendsig (above).
626  * Return to previous pc and psl as specified by
627  * context left by sendsig. Check carefully to
628  * make sure that the user has not modified the
629  * state to gain improper privileges.
630  */
631 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
632 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
633
634 int
635 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
636 {
637         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
638         struct proc *p = lp->lwp_proc;
639         struct trapframe *regs;
640         ucontext_t uc;
641         ucontext_t *ucp;
642         register_t rflags;
643         int cs;
644         int error;
645
646         /*
647          * We have to copy the information into kernel space so userland
648          * can't modify it while we are sniffing it.
649          */
650         regs = lp->lwp_md.md_regs;
651         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
652         if (error)
653                 return (error);
654         ucp = &uc;
655         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
656
657         /* VM (8086) mode not supported */
658         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
659
660 #if JG
661         if (eflags & PSL_VM) {
662                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
663                 struct vm86_kernel *vm86;
664
665                 /*
666                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
667                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
668                  */
669                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
670                         return (EINVAL);
671                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
672                 if (vm86->vm86_inited == 0)
673                         return (EINVAL);
674
675                 /* go back to user mode if both flags are set */
676                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
677                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
678
679                 if (vm86->vm86_has_vme) {
680                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
681                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
682                 } else {
683                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
684                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
685                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
686                 }
687                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
688                 tf->tf_eflags = eflags;
689                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
690                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
691                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
692                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
693                 tf->tf_ds = _udatasel;
694                 tf->tf_es = _udatasel;
695                 tf->tf_fs = _udatasel;
696                 tf->tf_gs = _udatasel;
697         } else
698 #endif
699         {
700                 /*
701                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
702                  */
703                 /*
704                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
705                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
706                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
707                  * the signal context during signal handling and there is no
708                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
709                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
710                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
711                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
712                  */
713                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
714                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
715                         return(EINVAL);
716                 }
717
718                 /*
719                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
720                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
721                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
722                  */
723                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
724                 if (!CS_SECURE(cs)) {
725                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
726                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
727                         return(EINVAL);
728                 }
729                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
730         }
731
732         /*
733          * Restore the FPU state from the frame
734          */
735         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
736
737         /*
738          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
739          * semantics against system calls.
740          */
741         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
742                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
743
744         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
745                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
746         else
747                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
748
749         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
750         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
751         return(EJUSTRETURN);
752 }
753
754 /*
755  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
756  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
757  * already been pushed on the stack.
758  */
759 struct upc_frame {
760         register_t      rax;
761         register_t      rcx;
762         register_t      rdx;
763         register_t      flags;
764         register_t      oldip;
765 };
766
767 void
768 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
769 {
770         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
771         struct trapframe *regs;
772         struct upcall upcall;
773         struct upc_frame upc_frame;
774         int     crit_count = 0;
775
776         /*
777          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
778          * context, switch back to the virtual kernel context before
779          * trying to post the signal.
780          */
781         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
782                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
783                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
784         }
785
786         /*
787          * Get the upcall data structure
788          */
789         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
790             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
791         ) {
792                 vu->vu_pending = 0;
793                 kprintf("bad upcall address\n");
794                 return;
795         }
796
797         /*
798          * If the data structure is already marked pending or has a critical
799          * section count, mark the data structure as pending and return 
800          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
801          */
802         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
803                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
804                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
805                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
806                                 sizeof(upcall.upc_pending));
807                 }
808                 return;
809         }
810
811         /*
812          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
813          *
814          * Bump our critical section count and set or clear the
815          * user pending flag depending on whether more upcalls are
816          * pending.  The user will be responsible for calling 
817          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
818          */
819         vu->vu_pending = 0;
820         upcall.upc_pending = morepending;
821         crit_count += TDPRI_CRIT;
822         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
823                 sizeof(upcall.upc_pending));
824         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
825                 sizeof(int));
826
827         /*
828          * Construct a stack frame and issue the upcall
829          */
830         regs = lp->lwp_md.md_regs;
831         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
832         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
833         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
834         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
835         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
836         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
837             sizeof(upc_frame)) != 0) {
838                 kprintf("bad stack on upcall\n");
839         } else {
840                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
841                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
842                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
843                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
844                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
845         }
846 }
847
848 /*
849  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
850  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
851  * being overwritten by the syscall return value.
852  *
853  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
854  * and the function pointer in %eax.  
855  */
856 int
857 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
858 {
859         struct upc_frame upc_frame;
860         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
861         struct trapframe *regs;
862         int error;
863         struct upcall upcall;
864         int crit_count;
865
866         regs = lp->lwp_md.md_regs;
867
868         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
869         if (error == 0) {
870             if (vu) {
871                 /*
872                  * This jumps us to the next ready context.
873                  */
874                 vu->vu_pending = 0;
875                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
876                 crit_count = 0;
877                 if (error == 0)
878                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
879                 crit_count += TDPRI_CRIT;
880                 if (error == 0)
881                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
882                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
883                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
884                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
885                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
886                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
887             } else {
888                 /*
889                  * This returns us to the originally interrupted code.
890                  */
891                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
892                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
893                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
894                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
895                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
896                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
897                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
898                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
899             }
900         }
901         if (error == 0)
902                 error = EJUSTRETURN;
903         return(error);
904 }
905
906 /*
907  * Machine dependent boot() routine
908  *
909  * I haven't seen anything to put here yet
910  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
911  */
912 void
913 cpu_boot(int howto)
914 {
915 }
916
917 /*
918  * Shutdown the CPU as much as possible
919  */
920 void
921 cpu_halt(void)
922 {
923         for (;;)
924                 __asm__ __volatile("hlt");
925 }
926
927 /*
928  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
929  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
930  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
931  *
932  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
933  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
934  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
935  * critical section.
936  *
937  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
938  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
939  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
940  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
941  */
942 static int      cpu_idle_hlt = 1;
943 static int      cpu_idle_hltcnt;
944 static int      cpu_idle_spincnt;
945 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
946     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
947 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
948     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
949 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
950     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
951
952 static void
953 cpu_idle_default_hook(void)
954 {
955         /*
956          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
957          * following the sti.
958          */
959         __asm __volatile("sti; hlt");
960 }
961
962 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
963 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
964
965 void
966 cpu_idle(void)
967 {
968         struct thread *td = curthread;
969
970         crit_exit();
971         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
972         for (;;) {
973                 /*
974                  * See if there are any LWKTs ready to go.
975                  */
976                 lwkt_switch();
977
978                 /*
979                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
980                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
981                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
982                  */
983                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
984                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
985                         __asm __volatile("cli");
986                         splz();
987                         if (!lwkt_runnable())
988                             cpu_idle_hook();
989 #ifdef SMP
990                         else
991                             __asm __volatile("pause");
992 #endif
993                         ++cpu_idle_hltcnt;
994                 } else {
995                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
996                         splz();
997 #ifdef SMP
998                         __asm __volatile("sti; pause");
999 #else
1000                         __asm __volatile("sti");
1001 #endif
1002                         ++cpu_idle_spincnt;
1003                 }
1004         }
1005 }
1006
1007 /*
1008  * This routine is called when the only runnable threads require
1009  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
1010  * we let the scheduler spin.
1011  */
1012 void
1013 cpu_mplock_contested(void)
1014 {
1015         cpu_pause();
1016 }
1017
1018 /*
1019  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1020  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1021  * we let it spin.
1022  */
1023 void
1024 cpu_spinlock_contested(void)
1025 {
1026         cpu_pause();
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Clear registers on exec
1031  */
1032 void
1033 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1034 {
1035         struct thread *td = curthread;
1036         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1037         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1038         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1039
1040         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1041         user_ldt_free(pcb);
1042   
1043         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1044         regs->tf_rip = entry;
1045         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1046         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1047         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1048         regs->tf_ss = _udatasel;
1049         regs->tf_cs = _ucodesel;
1050         regs->tf_rbx = ps_strings;
1051
1052         /*
1053          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1054          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1055          */
1056         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1057                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1058                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1059                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1060                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1061                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1062                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1063                 if (pcb == td->td_pcb) {
1064                         /*
1065                          * Clear the debug registers on the running
1066                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1067                          * the next process we switch to.
1068                          */
1069                         reset_dbregs();
1070                 }
1071                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1072         }
1073
1074         /*
1075          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1076          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1077          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1078          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1079          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1080          */
1081         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1082
1083         /*
1084          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1085          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1086          *       may panic in npxdna().
1087          */
1088         crit_enter();
1089         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1090
1091         /*
1092          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1093          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1094          *       code knows what the current MSR values are.
1095          */
1096         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1097         pcb->pcb_gsbase = 0;
1098         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1099         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1100         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1101         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1102
1103 #if NNPX > 0
1104         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1105         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1106 #endif
1107         crit_exit();
1108
1109         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1110         pcb->pcb_es = _udatasel;
1111         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1112         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1113 }
1114
1115 void
1116 cpu_setregs(void)
1117 {
1118         register_t cr0;
1119
1120         cr0 = rcr0();
1121         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1122         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1123         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1124         load_cr0(cr0);
1125         load_gs(_udatasel);
1126 }
1127
1128 static int
1129 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1130 {
1131         int error;
1132         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1133                 req);
1134         if (!error && req->newptr)
1135                 resettodr();
1136         return (error);
1137 }
1138
1139 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1140         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1141
1142 #if JG
1143 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1144         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1145 #endif
1146
1147 #if JG
1148 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1149         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1150 #endif
1151
1152 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1153         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1154
1155 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1156 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1157         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1158
1159 /*
1160  * Initialize 386 and configure to run kernel
1161  */
1162
1163 /*
1164  * Initialize segments & interrupt table
1165  */
1166
1167 int _default_ldt;
1168 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1169 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1170 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1171 #if JG
1172 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1173 #endif
1174
1175 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1176 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1177
1178 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1179 extern int has_f00f_bug;
1180 #endif
1181
1182 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1183
1184 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1185 void *proc0paddr;
1186 /* JG alignment? */
1187 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1188
1189
1190 /* software prototypes -- in more palatable form */
1191 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1192 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1193 {       0x0,                    /* segment base address  */
1194         0x0,                    /* length */
1195         0,                      /* segment type */
1196         0,                      /* segment descriptor priority level */
1197         0,                      /* segment descriptor present */
1198         0,                      /* long */
1199         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1200         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1201 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1202 {       0x0,                    /* segment base address  */
1203         0xfffff,                /* length - all address space */
1204         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1205         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1206         1,                      /* segment descriptor present */
1207         1,                      /* long */
1208         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1209         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1210 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1211 {       0x0,                    /* segment base address  */
1212         0xfffff,                /* length - all address space */
1213         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1214         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1215         1,                      /* segment descriptor present */
1216         1,                      /* long */
1217         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1218         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1219 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1220 {       0x0,                    /* segment base address  */
1221         0xfffff,                /* length - all address space */
1222         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1223         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1224         1,                      /* segment descriptor present */
1225         0,                      /* long */
1226         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1227         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1228 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1229 {       0x0,                    /* segment base address  */
1230         0xfffff,                /* length - all address space */
1231         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1232         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1233         1,                      /* segment descriptor present */
1234         0,                      /* long */
1235         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1236         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1237 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1238 {       0x0,                    /* segment base address  */
1239         0xfffff,                /* length - all address space */
1240         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1241         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1242         1,                      /* segment descriptor present */
1243         1,                      /* long */
1244         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1245         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1246 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1247 {
1248         0x0,                    /* segment base address */
1249         sizeof(struct amd64tss)-1,/* length - all address space */
1250         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1251         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1252         1,                      /* segment descriptor present */
1253         0,                      /* long */
1254         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1255         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1256 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1257 {       0x0,                    /* segment base address  */
1258         0x0,                    /* length */
1259         0,                      /* segment type */
1260         0,                      /* segment descriptor priority level */
1261         0,                      /* segment descriptor present */
1262         0,                      /* long */
1263         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1264         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1265 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1266 {       0x0,                    /* segment base address  */
1267         0xfffff,                /* length - all address space */
1268         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1269         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1270         1,                      /* segment descriptor present */
1271         0,                      /* long */
1272         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1273         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1274 };
1275
1276 void
1277 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1278 {
1279         struct gate_descriptor *ip;
1280
1281         ip = idt + idx;
1282         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1283         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1284         ip->gd_ist = ist;
1285         ip->gd_xx = 0;
1286         ip->gd_type = typ;
1287         ip->gd_dpl = dpl;
1288         ip->gd_p = 1;
1289         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1290 }
1291
1292 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1293
1294 extern inthand_t
1295         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1296         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1297         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1298         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1299         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1300         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1301
1302 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1303 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1304 #endif
1305
1306 void
1307 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1308 {
1309         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1310         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1311         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1312         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1313         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1314         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1315         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1316 }
1317
1318 void
1319 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1320 {
1321
1322         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1323         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1324         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1325         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1326         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1327         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1328         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1329         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1330         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1331         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1332 }
1333
1334 void
1335 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1336     struct system_segment_descriptor *sd)
1337 {
1338
1339         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1340         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1341         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1342         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1343         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1344         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1345         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1346         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1347 }
1348
1349 u_int basemem;
1350
1351 /*
1352  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1353  * available physical memory in the system, then test this memory and
1354  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1355  *
1356  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1357  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1358  *
1359  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1360  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1361  *
1362  * XXX first should be vm_paddr_t.
1363  */
1364 static void
1365 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1366 {
1367         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1368         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1369         u_long physmem_tunable;
1370         pt_entry_t *pte;
1371         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1372         u_int32_t smapsize;
1373         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1374
1375         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1376         basemem = 0;
1377         physmap_idx = 0;
1378
1379         /*
1380          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1381          *
1382          * subr_module.c says:
1383          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1384          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1385          */
1386         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1387             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1388         if (smapbase == NULL)
1389                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1390
1391         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1392         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1393
1394         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1395                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1396                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1397                             smap->type, smap->base, smap->length);
1398
1399                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1400                         continue;
1401
1402                 if (smap->length == 0)
1403                         continue;
1404
1405                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1406                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1407                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1408                                         kprintf(
1409         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1410                                 continue;
1411                         }
1412                 }
1413
1414                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1415                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1416                         continue;
1417                 }
1418
1419                 physmap_idx += 2;
1420                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1421                         kprintf(
1422                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1423                         break;
1424                 }
1425                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1426                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1427         }
1428
1429         /*
1430          * Find the 'base memory' segment for SMP
1431          */
1432         basemem = 0;
1433         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1434                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1435                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1436                         break;
1437                 }
1438         }
1439         if (basemem == 0)
1440                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1441
1442 #ifdef SMP
1443         /* make hole for AP bootstrap code */
1444         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1445 #endif
1446
1447         /*
1448          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1449          * highest page of the physical address space.  It should be
1450          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1451          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1452          */
1453         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1454
1455 #ifdef MAXMEM
1456         Maxmem = MAXMEM / 4;
1457 #endif
1458
1459         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1460                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1461
1462         /*
1463          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1464          * in the system.
1465          */
1466         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1467                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1468
1469         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1470             (boothowto & RB_VERBOSE))
1471                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1472
1473         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1474         pmap_bootstrap(&first);
1475
1476         /*
1477          * Size up each available chunk of physical memory.
1478          */
1479         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1480         pa_indx = 0;
1481         da_indx = 1;
1482         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1483         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1484         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1485         pte = CMAP1;
1486
1487         /*
1488          * Get dcons buffer address
1489          */
1490         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1491             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1492                 dcons_addr = 0;
1493
1494         /*
1495          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1496          * round up the start address and round down the end address.
1497          */
1498         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1499                 vm_paddr_t end;
1500
1501                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1502                 if (physmap[i + 1] < end)
1503                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1504                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1505                         int tmp, page_bad, full;
1506                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1507
1508                         full = FALSE;
1509                         /*
1510                          * block out kernel memory as not available.
1511                          */
1512                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1513                                 goto do_dump_avail;
1514
1515                         /*
1516                          * block out dcons buffer
1517                          */
1518                         if (dcons_addr > 0
1519                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1520                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1521                                 goto do_dump_avail;
1522
1523                         page_bad = FALSE;
1524
1525                         /*
1526                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1527                          */
1528                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1529                         cpu_invltlb();
1530
1531                         tmp = *(int *)ptr;
1532                         /*
1533                          * Test for alternating 1's and 0's
1534                          */
1535                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1536                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1537                                 page_bad = TRUE;
1538                         /*
1539                          * Test for alternating 0's and 1's
1540                          */
1541                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1542                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1543                                 page_bad = TRUE;
1544                         /*
1545                          * Test for all 1's
1546                          */
1547                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1548                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1549                                 page_bad = TRUE;
1550                         /*
1551                          * Test for all 0's
1552                          */
1553                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1554                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1555                                 page_bad = TRUE;
1556                         /*
1557                          * Restore original value.
1558                          */
1559                         *(int *)ptr = tmp;
1560
1561                         /*
1562                          * Adjust array of valid/good pages.
1563                          */
1564                         if (page_bad == TRUE)
1565                                 continue;
1566                         /*
1567                          * If this good page is a continuation of the
1568                          * previous set of good pages, then just increase
1569                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1570                          * Note that "end" points one higher than end,
1571                          * making the range >= start and < end.
1572                          * If we're also doing a speculative memory
1573                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1574                          * so that we keep going. The first bad page
1575                          * will terminate the loop.
1576                          */
1577                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1578                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1579                         } else {
1580                                 pa_indx++;
1581                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1582                                         kprintf(
1583                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1584                                         pa_indx--;
1585                                         full = TRUE;
1586                                         goto do_dump_avail;
1587                                 }
1588                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1589                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1590                         }
1591                         physmem++;
1592 do_dump_avail:
1593                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1594                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1595                         } else {
1596                                 da_indx++;
1597                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1598                                         da_indx--;
1599                                         goto do_next;
1600                                 }
1601                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1602                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1603                         }
1604 do_next:
1605                         if (full)
1606                                 break;
1607                 }
1608         }
1609         *pte = 0;
1610         cpu_invltlb();
1611
1612         /*
1613          * XXX
1614          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1615          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1616          * calculation, etc.).
1617          */
1618         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1619             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1620                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1621                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1622                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1623         }
1624
1625         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1626
1627         /* Trim off space for the message buffer. */
1628         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1629
1630         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1631
1632         /* Map the message buffer. */
1633         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1634                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1635                     off);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * IDT VECTORS:
1640  *      0       Divide by zero
1641  *      1       Debug
1642  *      2       NMI
1643  *      3       BreakPoint
1644  *      4       OverFlow
1645  *      5       Bound-Range
1646  *      6       Invalid OpCode
1647  *      7       Device Not Available (x87)
1648  *      8       Double-Fault
1649  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1650  *      10      Invalid-TSS
1651  *      11      Segment not present
1652  *      12      Stack
1653  *      13      General Protection
1654  *      14      Page Fault
1655  *      15      Reserved
1656  *      16      x87 FP Exception pending
1657  *      17      Alignment Check
1658  *      18      Machine Check
1659  *      19      SIMD floating point
1660  *      20-31   reserved
1661  *      32-255  INTn/external sources
1662  */
1663 u_int64_t
1664 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1665 {
1666         caddr_t kmdp;
1667         int gsel_tss, x;
1668 #if JG
1669         int metadata_missing, off;
1670 #endif
1671         struct mdglobaldata *gd;
1672         u_int64_t msr;
1673         char *env;
1674
1675 #if JG
1676         /*
1677          * This must be done before the first references
1678          * to CPU_prvspace[0] are made.
1679          */
1680         init_paging(&physfree);
1681 #endif
1682
1683         /*
1684          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1685          */
1686         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1687         bzero(gd, sizeof(*gd));
1688
1689         /*
1690          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1691          * early in the boot sequence because the system assumes
1692          * that 'curthread' is never NULL.
1693          */
1694
1695         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1696         thread0.td_gd = &gd->mi;
1697
1698         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1699
1700 #if JG
1701         metadata_missing = 0;
1702         if (bootinfo.bi_modulep) {
1703                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1704                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1705         } else {
1706                 metadata_missing = 1;
1707         }
1708         if (bootinfo.bi_envp)
1709                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1710 #endif
1711
1712         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1713         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1714         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1715         if (kmdp == NULL)
1716                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1717         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1718         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1719 #ifdef DDB
1720         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1721         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1722 #endif
1723
1724         /*
1725          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1726          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1727          */
1728         ncpus = 1;
1729         ncpus2 = 1;
1730         ncpus_fit = 1;
1731         /* Init basic tunables, hz etc */
1732         init_param1();
1733
1734         /*
1735          * make gdt memory segments
1736          */
1737         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1738                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1739
1740         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1741
1742         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1743                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1744                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1745         }
1746         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1747             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1748
1749         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1750         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1751         lgdt(&r_gdt);
1752
1753         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1754         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1755         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1756
1757         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1758         cpu_gdinit(gd, 0);
1759         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1760         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1761         safepri = TDPRI_MAX;
1762
1763         /* spinlocks and the BGL */
1764         init_locks();
1765
1766         /* exceptions */
1767         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1768                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1769         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1770         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1771         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1772         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1773         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1774         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1775         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1776         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1777         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1778         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1779         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1780         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1781         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1782         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1783         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1784         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1785         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1786         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1787         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1788
1789         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1790         r_idt.rd_base = (long) idt;
1791         lidt(&r_idt);
1792
1793         /*
1794          * Initialize the console before we print anything out.
1795          */
1796         cninit();
1797
1798 #if JG
1799         if (metadata_missing)
1800                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1801 #endif
1802
1803 #if     NISA >0
1804         isa_defaultirq();
1805 #endif
1806         rand_initialize();
1807
1808 #ifdef DDB
1809         kdb_init();
1810         if (boothowto & RB_KDB)
1811                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1812 #endif
1813
1814 #if JG
1815         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1816         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1817         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1818 #endif
1819         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1820         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1821
1822         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1823         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1824                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1825                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1826         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1827         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1828         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1829
1830         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1831         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1832
1833         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1834         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct amd64tss);
1835
1836         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1837         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1838         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1839         ltr(gsel_tss);
1840
1841         /* Set up the fast syscall stuff */
1842         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1843         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1844         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1845         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1846         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1847               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1848         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1849         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1850
1851         getmemsize(kmdp, physfree);
1852         init_param2(physmem);
1853
1854         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1855
1856         /* Map the message buffer. */
1857 #if JG
1858         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1859                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1860 #endif
1861
1862         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1863
1864
1865         /* transfer to user mode */
1866
1867         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1868         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1869         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1870
1871         load_ds(_udatasel);
1872         load_es(_udatasel);
1873         load_fs(_udatasel);
1874
1875         /* setup proc 0's pcb */
1876         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1877         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1878         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1879         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1880         env = kgetenv("kernelname");
1881         if (env != NULL)
1882                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1883
1884         /* Location of kernel stack for locore */
1885         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1890  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1891  * data space were allocated in locore.
1892  *
1893  * Note: the idlethread's cpl is 0
1894  *
1895  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1896  */
1897 void
1898 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1899 {
1900         if (cpu)
1901                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1902
1903         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1904                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1905                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1906                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
1907         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1908         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1909         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1910         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1911 }
1912
1913 int
1914 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1915 {
1916         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1917             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1918                 return (TRUE);
1919         }
1920         return (FALSE);
1921 }
1922
1923 struct globaldata *
1924 globaldata_find(int cpu)
1925 {
1926         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1927         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1928 }
1929
1930 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1931 static void f00f_hack(void *unused);
1932 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1933
1934 static void
1935 f00f_hack(void *unused) 
1936 {
1937         struct gate_descriptor *new_idt;
1938         vm_offset_t tmp;
1939
1940         if (!has_f00f_bug)
1941                 return;
1942
1943         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1944
1945         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1946
1947         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1948         if (tmp == 0)
1949                 panic("kmem_alloc returned 0");
1950         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1951                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1952         /* Put the first seven entries in the lower page */
1953         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1954         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1955         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1956         lidt(&r_idt);
1957         idt = new_idt;
1958         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1959                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1960                 panic("vm_map_protect failed");
1961         return;
1962 }
1963 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1964
1965 int
1966 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1967 {
1968         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1969         return (0);
1970 }
1971
1972 int
1973 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1974 {
1975         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1976         return (0);
1977 }
1978
1979 int
1980 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1981 {
1982         struct pcb *pcb;
1983         struct trapframe *tp;
1984
1985         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1986         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1987
1988         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1989         return (0);
1990 }
1991
1992 int
1993 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1994 {
1995         struct pcb *pcb;
1996         struct trapframe *tp;
1997
1998         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1999         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2000             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2001                 return (EINVAL);
2002         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2003         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2004         return (0);
2005 }
2006
2007 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2008 static void
2009 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2010 {
2011         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2012         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2013         int i;
2014
2015         /* FPU control/status */
2016         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2017         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2018         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2019         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2020         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2021         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2022         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2023         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2024
2025         /* FPU registers */
2026         for (i = 0; i < 8; ++i)
2027                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2028
2029         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2030 }
2031
2032 static void
2033 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2034 {
2035         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2036         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2037         int i;
2038
2039         /* FPU control/status */
2040         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2041         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2042         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2043         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2044         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2045         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2046         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2047         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2048
2049         /* FPU registers */
2050         for (i = 0; i < 8; ++i)
2051                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2052
2053         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2054 }
2055 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2056
2057 int
2058 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2059 {
2060 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2061         if (cpu_fxsr) {
2062                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2063                                 (struct save87 *)fpregs);
2064                 return (0);
2065         }
2066 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2067         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2068         return (0);
2069 }
2070
2071 int
2072 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2073 {
2074 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2075         if (cpu_fxsr) {
2076                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2077                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2078                 return (0);
2079         }
2080 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2081         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2082         return (0);
2083 }
2084
2085 int
2086 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2087 {
2088         if (lp == NULL) {
2089                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2090                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2091                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2092                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2093                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2094                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2095                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2096                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2097         } else {
2098                 struct pcb *pcb;
2099
2100                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2101                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2102                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2103                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2104                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2105                 dbregs->dr[4] = 0;
2106                 dbregs->dr[5] = 0;
2107                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2108                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2109         }
2110         return (0);
2111 }
2112
2113 int
2114 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2115 {
2116         if (lp == NULL) {
2117                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2118                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2119                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2120                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2121                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2122                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2123                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2124                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2125         } else {
2126                 struct pcb *pcb;
2127                 struct ucred *ucred;
2128                 int i;
2129                 uint64_t mask1, mask2;
2130
2131                 /*
2132                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2133                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2134                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2135                  * TRCTRAP.
2136                  */
2137                 /* JG this loop looks unreadable */
2138                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2139                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2140                  */
2141                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2142                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2143                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2144                  * carried to decide if it is safe and useful to
2145                  * provide access to that capability
2146                  */
2147                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2148                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2149                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2150                                 return (EINVAL);
2151                 
2152                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2153                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2154
2155                 /*
2156                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2157                  * process's address space.  If a process could do this, it
2158                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2159                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2160                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2161                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2162                  * uid 0.
2163                  *
2164                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2165                  * address space is written into from within the kernel
2166                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2167                  * from within kernel mode?
2168                  */
2169
2170                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2171                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2172                                 /* dr0 is enabled */
2173                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2174                                         return (EINVAL);
2175                         }
2176
2177                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2178                                 /* dr1 is enabled */
2179                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2180                                         return (EINVAL);
2181                         }
2182
2183                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2184                                 /* dr2 is enabled */
2185                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2186                                         return (EINVAL);
2187                         }
2188
2189                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2190                                 /* dr3 is enabled */
2191                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2192                                         return (EINVAL);
2193                         }
2194                 }
2195
2196                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2197                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2198                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2199                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2200                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2201                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2202
2203                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2204         }
2205
2206         return (0);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2211  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2212  */
2213 int
2214 user_dbreg_trap(void)
2215 {
2216         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2217         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2218         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2219         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2220         int i;
2221         
2222         dr7 = rdr7();
2223         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2224                 /*
2225                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2226                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2227                  * hardware debug registers
2228                  */
2229                 return 0;
2230         }
2231
2232         nbp = 0;
2233         dr6 = rdr6();
2234         bp = dr6 & 0xf;
2235
2236         if (bp == 0) {
2237                 /*
2238                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2239                  * trap was not caused by any of the debug registers
2240                  */
2241                 return 0;
2242         }
2243
2244         /*
2245          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2246          * which ones and if any of them are user space addresses
2247          */
2248
2249         if (bp & 0x01) {
2250                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2251         }
2252         if (bp & 0x02) {
2253                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2254         }
2255         if (bp & 0x04) {
2256                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2257         }
2258         if (bp & 0x08) {
2259                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2260         }
2261
2262         for (i=0; i<nbp; i++) {
2263                 if (addr[i] <
2264                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2265                         /*
2266                          * addr[i] is in user space
2267                          */
2268                         return nbp;
2269                 }
2270         }
2271
2272         /*
2273          * None of the breakpoints are in user space.
2274          */
2275         return 0;
2276 }
2277
2278
2279 #ifndef DDB
2280 void
2281 Debugger(const char *msg)
2282 {
2283         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2284 }
2285 #endif /* no DDB */
2286
2287 #ifdef DDB
2288
2289 /*
2290  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2291  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2292  * called inside DDB.
2293  *
2294  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2295  */
2296
2297 #undef inb
2298 #undef outb
2299
2300 /* silence compiler warnings */
2301 u_char inb(u_int);
2302 void outb(u_int, u_char);
2303
2304 u_char
2305 inb(u_int port)
2306 {
2307         u_char  data;
2308         /*
2309          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2310          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2311          * if we tell it to load (u_short) port.
2312          */
2313         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2314         return (data);
2315 }
2316
2317 void
2318 outb(u_int port, u_char data)
2319 {
2320         u_char  al;
2321         /*
2322          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2323          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2324          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2325          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2326          */
2327         al = data;
2328         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2329 }
2330
2331 #endif /* DDB */
2332
2333
2334
2335 #include "opt_cpu.h"
2336
2337
2338 /*
2339  * initialize all the SMP locks
2340  */
2341
2342 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2343 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2344
2345 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2346 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2347
2348 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2349 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2350
2351 /* critical region around INTR() routines */
2352 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2353
2354 /* lock region used by kernel profiling */
2355 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2356
2357 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2358 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2359
2360 /* locks kernel kprintfs */
2361 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2362
2363 /* lock regions around the clock hardware */
2364 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2365
2366 /* lock around the MP rendezvous */
2367 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2368
2369 static void
2370 init_locks(void)
2371 {
2372         /*
2373          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2374          */
2375         /*
2376          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2377          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2378          */
2379 #ifdef SMP
2380         cpu_get_initial_mplock();
2381 #endif
2382         /* DEPRECATED */
2383         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2384         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2385         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2386         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2387         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2388         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2389         spin_lock_init(&com_spinlock);
2390         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2391         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2392
2393         /* our token pool needs to work early */
2394         lwkt_token_pool_init();
2395 }
2396