Merge branch 'vendor/OPENSSL'
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_compat.h"
46 #include "opt_cpu.h"
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_directio.h"
49 #include "opt_inet.h"
50 #include "opt_ipx.h"
51 #include "opt_msgbuf.h"
52 #include "opt_swap.h"
53
54 #include <sys/param.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/sysproto.h>
57 #include <sys/signalvar.h>
58 #include <sys/kernel.h>
59 #include <sys/linker.h>
60 #include <sys/malloc.h>
61 #include <sys/proc.h>
62 #include <sys/priv.h>
63 #include <sys/buf.h>
64 #include <sys/reboot.h>
65 #include <sys/mbuf.h>
66 #include <sys/msgbuf.h>
67 #include <sys/sysent.h>
68 #include <sys/sysctl.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70 #include <sys/bus.h>
71 #include <sys/usched.h>
72 #include <sys/reg.h>
73
74 #include <vm/vm.h>
75 #include <vm/vm_param.h>
76 #include <sys/lock.h>
77 #include <vm/vm_kern.h>
78 #include <vm/vm_object.h>
79 #include <vm/vm_page.h>
80 #include <vm/vm_map.h>
81 #include <vm/vm_pager.h>
82 #include <vm/vm_extern.h>
83
84 #include <sys/thread2.h>
85 #include <sys/mplock2.h>
86 #include <sys/mutex2.h>
87
88 #include <sys/user.h>
89 #include <sys/exec.h>
90 #include <sys/cons.h>
91
92 #include <ddb/ddb.h>
93
94 #include <machine/cpu.h>
95 #include <machine/clock.h>
96 #include <machine/specialreg.h>
97 #if JG
98 #include <machine/bootinfo.h>
99 #endif
100 #include <machine/md_var.h>
101 #include <machine/metadata.h>
102 #include <machine/pc/bios.h>
103 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
104 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
105 #include <machine/smp.h>
106 #ifdef PERFMON
107 #include <machine/perfmon.h>
108 #endif
109 #include <machine/cputypes.h>
110 #include <machine/intr_machdep.h>
111
112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
113 #include <bus/isa/isa_device.h>
114 #endif
115 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
116 #include <bus/isa/rtc.h>
117 #include <sys/random.h>
118 #include <sys/ptrace.h>
119 #include <machine/sigframe.h>
120
121 #include <sys/machintr.h>
122 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
123 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
124 #include <machine_base/apic/lapic.h>
125 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
126 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
127 #include <machine/mptable.h>
128
129 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
130
131 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
132
133 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
134 extern void identify_cpu(void);
135 #if JG
136 extern void finishidentcpu(void);
137 #endif
138 extern void panicifcpuunsupported(void);
139
140 static void cpu_startup(void *);
141 static void pic_finish(void *);
142 static void cpu_finish(void *);
143
144 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
147 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
148 #ifdef DIRECTIO
149 extern void ffs_rawread_setup(void);
150 #endif /* DIRECTIO */
151 static void init_locks(void);
152
153 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
154 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
155 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
156
157 #ifdef DDB
158 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
159 #endif
160
161 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
162
163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
164 u_long  atdevbase;
165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
166
167 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
168 extern int swtch_optim_stats;
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
170         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
171 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
172         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
173 #endif
174
175 long physmem = 0;
176
177 u_long ebda_addr = 0;
178
179 int imcr_present = 0;
180
181 int naps = 0; /* # of Applications processors */
182
183 u_int base_memory;
184 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
185
186 static int
187 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
188 {
189         u_long pmem = ctob(physmem);
190
191         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
192         return (error);
193 }
194
195 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
196         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
197
198 static int
199 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
200 {
201         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
202                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
203         return (error);
204 }
205
206 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
207         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
208
209 static int
210 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
211 {
212         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
213                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
214         return (error);
215 }
216
217 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
218         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
219
220 vm_paddr_t Maxmem;
221 vm_paddr_t Realmem;
222
223 /*
224  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
225  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
226  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
227  * PHYSSEG entries.
228  */
229 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
230
231 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
232 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
233
234 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
235 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
236 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
237
238 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
239 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
240 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
241 static struct trapframe proc0_tf;
242
243 static void
244 cpu_startup(void *dummy)
245 {
246         caddr_t v;
247         vm_size_t size = 0;
248         vm_offset_t firstaddr;
249
250         /*
251          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
252          */
253         kprintf("%s", version);
254         startrtclock();
255         printcpuinfo();
256         panicifcpuunsupported();
257 #ifdef PERFMON
258         perfmon_init();
259 #endif
260         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
261                 (intmax_t)Realmem,
262                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
263         /*
264          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
265          */
266         if (bootverbose) {
267                 int indx;
268
269                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
270                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
271                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
272
273                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
274                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
275                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
276                                 (intmax_t)size1,
277                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
278                 }
279         }
280
281         /*
282          * Allocate space for system data structures.
283          * The first available kernel virtual address is in "v".
284          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
285          * As pages of memory are allocated and cleared,
286          * "firstaddr" is incremented.
287          * An index into the kernel page table corresponding to the
288          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
289          */
290
291         /*
292          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
293          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
294          * addresses to the various data structures.
295          */
296         firstaddr = 0;
297 again:
298         v = (caddr_t)firstaddr;
299
300 #define valloc(name, type, num) \
301             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
302 #define valloclim(name, type, num, lim) \
303             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
304
305         /*
306          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
307          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
308          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
309          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
310          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
311          * maxbcache bytes.
312          *
313          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
314          */
315         if (nbuf == 0) {
316                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
317                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
318
319                 nbuf = 50;
320                 if (kbytes > 4096)
321                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
322                 if (kbytes > 65536)
323                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
324                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
325                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
326         }
327
328         /*
329          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
330          * kernel_map.
331          */
332         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
333                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
334                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
335                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
336                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
337         }
338
339         /*
340          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
341          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
342          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
343          * can prevent the system from paging properly.
344          */
345         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
346                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
347                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
348         }
349
350         /*
351          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
352          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
353          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
354          */
355         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
356                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
357                        sizeof(struct buf) / 2;
358                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
359                         "considerations", nbuf);
360         }
361
362         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
363 #ifdef NSWBUF_MIN
364         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
365                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
366 #endif
367 #ifdef DIRECTIO
368         ffs_rawread_setup();
369 #endif
370
371         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
372         valloc(buf, struct buf, nbuf);
373
374         /*
375          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
376          */
377         if (firstaddr == 0) {
378                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
379                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
380                 if (firstaddr == 0)
381                         panic("startup: no room for tables");
382                 goto again;
383         }
384
385         /*
386          * End of second pass, addresses have been assigned
387          *
388          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
389          */
390         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
391                 panic("startup: table size inconsistency");
392
393         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
394                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE) +
395                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
396         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
397                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE));
398         buffer_map.system_map = 1;
399         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
400                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
401         pager_map.system_map = 1;
402
403 #if defined(USERCONFIG)
404         userconfig();
405         cninit();               /* the preferred console may have changed */
406 #endif
407
408         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
409                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
410                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
411                 1024 / 1024);
412
413         /*
414          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
415          */
416         bufinit();
417         vm_pager_bufferinit();
418 }
419
420 static void
421 cpu_finish(void *dummy __unused)
422 {
423         cpu_setregs();
424 }
425
426 static void
427 pic_finish(void *dummy __unused)
428 {
429         /* Log ELCR information */
430         elcr_dump();
431
432         /* Log MPTABLE information */
433         mptable_pci_int_dump();
434
435         /* Finalize PCI */
436         MachIntrABI.finalize();
437 }
438
439 /*
440  * Send an interrupt to process.
441  *
442  * Stack is set up to allow sigcode stored
443  * at top to call routine, followed by kcall
444  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
445  * resets the signal mask, the stack, and the
446  * frame pointer, it returns to the user
447  * specified pc, psl.
448  */
449 void
450 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
451 {
452         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
453         struct proc *p = lp->lwp_proc;
454         struct trapframe *regs;
455         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
456         struct sigframe sf, *sfp;
457         int oonstack;
458         char *sp;
459
460         regs = lp->lwp_md.md_regs;
461         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
462
463         /* Save user context */
464         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
465         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
466         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
467         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
468         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
469         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
470
471         /* Make the size of the saved context visible to userland */
472         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
473
474         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
475         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
476             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
477                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
478                               sizeof(struct sigframe));
479                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
480         } else {
481                 /* We take red zone into account */
482                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
483         }
484
485         /*
486          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
487          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
488          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
489          * kernel is ok.
490          *
491          * The problem though is if userland winds up trying to use the
492          * context directly.
493          */
494         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
495
496         /* Translate the signal is appropriate */
497         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
498                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
499                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
500         }
501
502         /*
503          * Build the argument list for the signal handler.
504          *
505          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
506          */
507         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
508         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
509
510         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
511                 /*
512                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
513                  *
514                  * action(signo, siginfo, ucontext)
515                  */
516                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
517                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
518                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
519
520                 /* fill siginfo structure */
521                 sf.sf_si.si_signo = sig;
522                 sf.sf_si.si_code = code;
523                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
524         } else {
525                 /*
526                  * Old FreeBSD-style arguments.
527                  *
528                  * handler (signo, code, [uc], addr)
529                  */
530                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
531                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
532                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
533         }
534
535         /*
536          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
537          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
538          * eflags.
539          */
540 #if JG
541         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
542                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
543                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
544
545                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
546                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
547                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
548                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
549
550                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
551                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
552                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
553                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
554
555                 /*
556                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
557                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
558                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
559                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
560                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
561                  */
562                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
563         }
564 #endif
565
566         /*
567          * Save the FPU state and reinit the FP unit
568          */
569         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
570
571         /*
572          * Copy the sigframe out to the user's stack.
573          */
574         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
575                 /*
576                  * Something is wrong with the stack pointer.
577                  * ...Kill the process.
578                  */
579                 sigexit(lp, SIGILL);
580         }
581
582         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
583         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
584
585         /*
586          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
587          * on function entry
588          */
589         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
590
591         /*
592          * 64 bit mode has a code and stack selector but
593          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
594          * stored in-context.
595          */
596         regs->tf_cs = _ucodesel;
597         regs->tf_ss = _udatasel;
598         clear_quickret();
599 }
600
601 /*
602  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
603  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
604  * issue.
605  *
606  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
607  * bad idea?
608  */
609 int
610 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
611 {
612         frame->tf_cs = _ucodesel;
613         frame->tf_ss = _udatasel;
614         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
615         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
616         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
617
618         return(0);
619 }
620
621 /*
622  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
623  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
624  */
625 int
626 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
627 {
628         return(0);
629 }
630
631 /*
632  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
633  *
634  * System call to cleanup state after a signal
635  * has been taken.  Reset signal mask and
636  * stack state from context left by sendsig (above).
637  * Return to previous pc and psl as specified by
638  * context left by sendsig. Check carefully to
639  * make sure that the user has not modified the
640  * state to gain improper privileges.
641  *
642  * MPSAFE
643  */
644 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
645 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
646
647 int
648 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
649 {
650         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
651         struct trapframe *regs;
652         ucontext_t uc;
653         ucontext_t *ucp;
654         register_t rflags;
655         int cs;
656         int error;
657
658         /*
659          * We have to copy the information into kernel space so userland
660          * can't modify it while we are sniffing it.
661          */
662         regs = lp->lwp_md.md_regs;
663         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
664         if (error)
665                 return (error);
666         ucp = &uc;
667         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
668
669         /* VM (8086) mode not supported */
670         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
671
672 #if JG
673         if (eflags & PSL_VM) {
674                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
675                 struct vm86_kernel *vm86;
676
677                 /*
678                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
679                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
680                  */
681                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
682                         return (EINVAL);
683                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
684                 if (vm86->vm86_inited == 0)
685                         return (EINVAL);
686
687                 /* go back to user mode if both flags are set */
688                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
689                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
690
691                 if (vm86->vm86_has_vme) {
692                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
693                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
694                 } else {
695                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
696                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
697                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
698                 }
699                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
700                 tf->tf_eflags = eflags;
701                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
702                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
703                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
704                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
705                 tf->tf_ds = _udatasel;
706                 tf->tf_es = _udatasel;
707                 tf->tf_fs = _udatasel;
708                 tf->tf_gs = _udatasel;
709         } else
710 #endif
711         {
712                 /*
713                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
714                  */
715                 /*
716                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
717                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
718                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
719                  * the signal context during signal handling and there is no
720                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
721                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
722                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
723                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
724                  */
725                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
726                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
727                         return(EINVAL);
728                 }
729
730                 /*
731                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
732                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
733                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
734                  */
735                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
736                 if (!CS_SECURE(cs)) {
737                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
738                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
739                         return(EINVAL);
740                 }
741                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
742         }
743
744         /*
745          * Restore the FPU state from the frame
746          */
747         crit_enter();
748         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
749
750         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
751                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
752         else
753                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
754
755         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
756         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
757         clear_quickret();
758         crit_exit();
759         return(EJUSTRETURN);
760 }
761
762 /*
763  * Machine dependent boot() routine
764  *
765  * I haven't seen anything to put here yet
766  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
767  */
768 void
769 cpu_boot(int howto)
770 {
771 }
772
773 /*
774  * Shutdown the CPU as much as possible
775  */
776 void
777 cpu_halt(void)
778 {
779         for (;;)
780                 __asm__ __volatile("hlt");
781 }
782
783 /*
784  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
785  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
786  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
787  *
788  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
789  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
790  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
791  * critical section.
792  *
793  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
794  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
795  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
796  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
797  *
798  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
799  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
800  *
801  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
802  *       must occur before it starts using ACPI halt.
803  */
804 static int      cpu_idle_hlt = 2;
805 static int      cpu_idle_hltcnt;
806 static int      cpu_idle_spincnt;
807 static u_int    cpu_idle_repeat = 750;
808 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
809     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
810 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
811     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
812 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
813     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
814 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
815     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
816
817 static void
818 cpu_idle_default_hook(void)
819 {
820         /*
821          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
822          * following the sti.
823          */
824         __asm __volatile("sti; hlt");
825 }
826
827 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
828 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
829
830 void
831 cpu_idle(void)
832 {
833         globaldata_t gd = mycpu;
834         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
835         int reqflags;
836         int quick;
837
838         crit_exit();
839         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
840         for (;;) {
841                 /*
842                  * See if there are any LWKTs ready to go.
843                  */
844                 lwkt_switch();
845
846                 /*
847                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
848                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
849                  * splz() does the job.
850                  *
851                  * cpu_idle_hlt:
852                  *      0       Never halt, just spin
853                  *
854                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
855                  *              This typically eats more power than the
856                  *              ACPI halt.
857                  *
858                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
859                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
860                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
861                  *
862                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
863                  *              eats the least amount of power but the cpu
864                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
865                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
866                  *
867                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
868                  *       section.
869                  *
870                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
871                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
872                  *       it overflows.
873                  */
874                 ++gd->gd_idle_repeat;
875                 reqflags = gd->gd_reqflags;
876                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
877                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
878                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
879
880                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
881                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
882                         splz(); /* XXX */
883                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
884                         ++cpu_idle_hltcnt;
885                 } else if (cpu_idle_hlt) {
886                         __asm __volatile("cli");
887                         splz();
888                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
889                                 if (quick)
890                                         cpu_idle_default_hook();
891                                 else
892                                         cpu_idle_hook();
893                         }
894                         __asm __volatile("sti");
895                         ++cpu_idle_hltcnt;
896                 } else {
897                         splz();
898                         __asm __volatile("sti");
899                         ++cpu_idle_spincnt;
900                 }
901         }
902 }
903
904 /*
905  * This routine is called if a spinlock has been held through the
906  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
907  * we let it spin.
908  */
909 void
910 cpu_spinlock_contested(void)
911 {
912         cpu_pause();
913 }
914
915 /*
916  * Clear registers on exec
917  */
918 void
919 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
920 {
921         struct thread *td = curthread;
922         struct lwp *lp = td->td_lwp;
923         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
924         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
925
926         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
927         user_ldt_free(pcb);
928   
929         clear_quickret();
930         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
931         regs->tf_rip = entry;
932         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
933         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
934         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
935         regs->tf_ss = _udatasel;
936         regs->tf_cs = _ucodesel;
937         regs->tf_rbx = ps_strings;
938
939         /*
940          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
941          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
942          */
943         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
944                 pcb->pcb_dr0 = 0;
945                 pcb->pcb_dr1 = 0;
946                 pcb->pcb_dr2 = 0;
947                 pcb->pcb_dr3 = 0;
948                 pcb->pcb_dr6 = 0;
949                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
950                 if (pcb == td->td_pcb) {
951                         /*
952                          * Clear the debug registers on the running
953                          * CPU, otherwise they will end up affecting
954                          * the next process we switch to.
955                          */
956                         reset_dbregs();
957                 }
958                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
959         }
960
961         /*
962          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
963          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
964          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
965          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
966          * emulators don't provide an entry point for initialization.
967          */
968         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
969
970         /*
971          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
972          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
973          *       may panic in npxdna().
974          */
975         crit_enter();
976         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
977
978         /*
979          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
980          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
981          *       code knows what the current MSR values are.
982          */
983         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
984         pcb->pcb_gsbase = 0;
985         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
986         mdcpu->gd_user_gs = 0;
987         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
988         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
989
990         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
991         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
992         crit_exit();
993
994         pcb->pcb_ds = _udatasel;
995         pcb->pcb_es = _udatasel;
996         pcb->pcb_fs = _udatasel;
997         pcb->pcb_gs = _udatasel;
998 }
999
1000 void
1001 cpu_setregs(void)
1002 {
1003         register_t cr0;
1004
1005         cr0 = rcr0();
1006         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1007         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1008         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1009         load_cr0(cr0);
1010         load_gs(_udatasel);
1011 }
1012
1013 static int
1014 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1015 {
1016         int error;
1017         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1018                 req);
1019         if (!error && req->newptr)
1020                 resettodr();
1021         return (error);
1022 }
1023
1024 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1025         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1026
1027 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1028         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1029
1030 #if JG
1031 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1032         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1033 #endif
1034
1035 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1036         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1037
1038 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1039 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1040         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1041
1042 /*
1043  * Initialize 386 and configure to run kernel
1044  */
1045
1046 /*
1047  * Initialize segments & interrupt table
1048  */
1049
1050 int _default_ldt;
1051 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1052 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1053 #if JG
1054 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1055 #endif
1056
1057 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1058 struct region_descriptor r_gdt;
1059 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1060
1061 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1062 void *proc0paddr;
1063 /* JG alignment? */
1064 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1065
1066
1067 /* software prototypes -- in more palatable form */
1068 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1069 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1070 {       0x0,                    /* segment base address  */
1071         0x0,                    /* length */
1072         0,                      /* segment type */
1073         0,                      /* segment descriptor priority level */
1074         0,                      /* segment descriptor present */
1075         0,                      /* long */
1076         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1077         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1078 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1079 {       0x0,                    /* segment base address  */
1080         0xfffff,                /* length - all address space */
1081         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1082         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1083         1,                      /* segment descriptor present */
1084         1,                      /* long */
1085         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1086         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1087 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1088 {       0x0,                    /* segment base address  */
1089         0xfffff,                /* length - all address space */
1090         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1091         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1092         1,                      /* segment descriptor present */
1093         1,                      /* long */
1094         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1095         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1096 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1097 {       0x0,                    /* segment base address  */
1098         0xfffff,                /* length - all address space */
1099         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1100         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1101         1,                      /* segment descriptor present */
1102         0,                      /* long */
1103         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1104         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1105 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1106 {       0x0,                    /* segment base address  */
1107         0xfffff,                /* length - all address space */
1108         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1109         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1110         1,                      /* segment descriptor present */
1111         0,                      /* long */
1112         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1113         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1114 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1115 {       0x0,                    /* segment base address  */
1116         0xfffff,                /* length - all address space */
1117         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1118         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1119         1,                      /* segment descriptor present */
1120         1,                      /* long */
1121         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1122         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1123 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1124 {
1125         0x0,                    /* segment base address */
1126         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1127         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1128         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1129         1,                      /* segment descriptor present */
1130         0,                      /* long */
1131         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1132         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1133 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1134 {       0x0,                    /* segment base address  */
1135         0x0,                    /* length */
1136         0,                      /* segment type */
1137         0,                      /* segment descriptor priority level */
1138         0,                      /* segment descriptor present */
1139         0,                      /* long */
1140         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1141         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1142 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1143 {       0x0,                    /* segment base address  */
1144         0xfffff,                /* length - all address space */
1145         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1146         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1147         1,                      /* segment descriptor present */
1148         0,                      /* long */
1149         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1150         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1151 };
1152
1153 void
1154 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1155 {
1156         int cpu;
1157
1158         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1159                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1160
1161                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1162                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1163                 ip->gd_ist = ist;
1164                 ip->gd_xx = 0;
1165                 ip->gd_type = typ;
1166                 ip->gd_dpl = dpl;
1167                 ip->gd_p = 1;
1168                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1169         }
1170 }
1171
1172 void
1173 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1174 {
1175         struct gate_descriptor *ip;
1176
1177         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1178
1179         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1180         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1181         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1182         ip->gd_ist = ist;
1183         ip->gd_xx = 0;
1184         ip->gd_type = typ;
1185         ip->gd_dpl = dpl;
1186         ip->gd_p = 1;
1187         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1188 }
1189
1190 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1191
1192 extern inthand_t
1193         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1194         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1195         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1196         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1197         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1198         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1199
1200 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1201 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1202 #endif
1203
1204 void
1205 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1206 {
1207         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1208         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1209         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1210         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1211         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1212         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1213         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1214 }
1215
1216 void
1217 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1218 {
1219
1220         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1221         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1222         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1223         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1224         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1225         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1226         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1227         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1228         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1229         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1230 }
1231
1232 void
1233 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1234     struct system_segment_descriptor *sd)
1235 {
1236
1237         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1238         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1239         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1240         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1241         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1242         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1243         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1244         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1249  * available physical memory in the system, then test this memory and
1250  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1251  *
1252  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1253  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1254  *
1255  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1256  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1257  *
1258  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1259  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1260  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1261  *
1262  * XXX first should be vm_paddr_t.
1263  */
1264
1265 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1266 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1267
1268 static void
1269 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1270 {
1271         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1272         int i, j;
1273         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1274         vm_paddr_t pa;
1275         vm_paddr_t msgbuf_size;
1276         u_long physmem_tunable;
1277         pt_entry_t *pte;
1278         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1279         u_int32_t smapsize;
1280         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1281
1282         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1283         physmap_idx = 0;
1284
1285         /*
1286          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1287          *
1288          * subr_module.c says:
1289          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1290          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1291          */
1292         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1293             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1294         if (smapbase == NULL)
1295                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1296
1297         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1298         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1299
1300         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1301                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1302                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1303                             smap->type, smap->base, smap->length);
1304
1305                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1306                         continue;
1307
1308                 if (smap->length == 0)
1309                         continue;
1310
1311                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1312                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1313                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1314                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1315                                                 "memory region, ignoring "
1316                                                 "second region\n");
1317                                 }
1318                                 break;
1319                         }
1320                 }
1321                 if (i <= physmap_idx)
1322                         continue;
1323
1324                 Realmem += smap->length;
1325
1326                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1327                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1328                         continue;
1329                 }
1330
1331                 physmap_idx += 2;
1332                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1333                         kprintf("Too many segments in the physical "
1334                                 "address map, giving up\n");
1335                         break;
1336                 }
1337                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1338                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1339         }
1340
1341         base_memory = physmap[1] / 1024;
1342         /* make hole for AP bootstrap code */
1343         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1344
1345         /* Save EBDA address, if any */
1346         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1347         ebda_addr <<= 4;
1348
1349         /*
1350          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1351          * highest page of the physical address space.  It should be
1352          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1353          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1354          */
1355         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1356
1357 #ifdef MAXMEM
1358         Maxmem = MAXMEM / 4;
1359 #endif
1360
1361         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1362                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1363
1364         /*
1365          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1366          * in the system.
1367          */
1368         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1369                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1370
1371         /*
1372          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1373          */
1374         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1375                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1376                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1377         }
1378
1379         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1380             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1381                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1382         }
1383
1384         /*
1385          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1386          *
1387          * Mask off page 0.
1388          */
1389         pmap_bootstrap(&first);
1390         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1391
1392         /*
1393          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1394          * exceeding Maxmem.
1395          */
1396         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1397                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1398                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1399                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1400                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1401                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1402
1403                 physmap[j] = physmap[i];
1404                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1405
1406                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1407                         j += 2;
1408         }
1409         physmap_idx = j - 2;
1410
1411         /*
1412          * Align anything else used in the validation loop.
1413          */
1414         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1415
1416         /*
1417          * Size up each available chunk of physical memory.
1418          */
1419         pa_indx = 0;
1420         da_indx = 1;
1421         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1422         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1423         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1424         pte = CMAP1;
1425
1426         /*
1427          * Get dcons buffer address
1428          */
1429         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1430             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1431                 dcons_addr = 0;
1432
1433         /*
1434          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1435          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1436          * of PAGE_SIZE.
1437          */
1438         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1439                 vm_paddr_t end;
1440
1441                 end = physmap[i + 1];
1442
1443                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1444                         int tmp, page_bad, full;
1445                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1446
1447                         full = FALSE;
1448                         /*
1449                          * block out kernel memory as not available.
1450                          */
1451                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1452                                 goto do_dump_avail;
1453
1454                         /*
1455                          * block out dcons buffer
1456                          */
1457                         if (dcons_addr > 0
1458                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1459                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1460                                 goto do_dump_avail;
1461                         }
1462
1463                         page_bad = FALSE;
1464
1465                         /*
1466                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1467                          */
1468                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1469                         cpu_invltlb();
1470
1471                         tmp = *ptr;
1472                         /*
1473                          * Test for alternating 1's and 0's
1474                          */
1475                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1476                         cpu_mfence();
1477                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1478                                 page_bad = TRUE;
1479                         /*
1480                          * Test for alternating 0's and 1's
1481                          */
1482                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1483                         cpu_mfence();
1484                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1485                                 page_bad = TRUE;
1486                         /*
1487                          * Test for all 1's
1488                          */
1489                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1490                         cpu_mfence();
1491                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1492                                 page_bad = TRUE;
1493                         /*
1494                          * Test for all 0's
1495                          */
1496                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1497                         cpu_mfence();
1498                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1499                                 page_bad = TRUE;
1500                         /*
1501                          * Restore original value.
1502                          */
1503                         *ptr = tmp;
1504
1505                         /*
1506                          * Adjust array of valid/good pages.
1507                          */
1508                         if (page_bad == TRUE)
1509                                 continue;
1510                         /*
1511                          * If this good page is a continuation of the
1512                          * previous set of good pages, then just increase
1513                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1514                          * Note that "end" points one higher than end,
1515                          * making the range >= start and < end.
1516                          * If we're also doing a speculative memory
1517                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1518                          * so that we keep going. The first bad page
1519                          * will terminate the loop.
1520                          */
1521                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1522                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1523                         } else {
1524                                 pa_indx++;
1525                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1526                                         kprintf(
1527                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1528                                         pa_indx--;
1529                                         full = TRUE;
1530                                         goto do_dump_avail;
1531                                 }
1532                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1533                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1534                         }
1535                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1536 do_dump_avail:
1537                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1538                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1539                         } else {
1540                                 da_indx++;
1541                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1542                                         da_indx--;
1543                                         goto do_next;
1544                                 }
1545                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1546                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1547                         }
1548 do_next:
1549                         if (full)
1550                                 break;
1551                 }
1552         }
1553         *pte = 0;
1554         cpu_invltlb();
1555
1556         /*
1557          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1558          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1559          * calculation, etc.).
1560          */
1561         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1562
1563         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1564                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1565                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1566                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1567                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1568         }
1569
1570         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1571
1572         /* Trim off space for the message buffer. */
1573         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1574
1575         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1576
1577         /* Map the message buffer. */
1578         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1579                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1580                             phys_avail[pa_indx] + off);
1581         }
1582 }
1583
1584 struct machintr_abi MachIntrABI;
1585
1586 /*
1587  * IDT VECTORS:
1588  *      0       Divide by zero
1589  *      1       Debug
1590  *      2       NMI
1591  *      3       BreakPoint
1592  *      4       OverFlow
1593  *      5       Bound-Range
1594  *      6       Invalid OpCode
1595  *      7       Device Not Available (x87)
1596  *      8       Double-Fault
1597  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1598  *      10      Invalid-TSS
1599  *      11      Segment not present
1600  *      12      Stack
1601  *      13      General Protection
1602  *      14      Page Fault
1603  *      15      Reserved
1604  *      16      x87 FP Exception pending
1605  *      17      Alignment Check
1606  *      18      Machine Check
1607  *      19      SIMD floating point
1608  *      20-31   reserved
1609  *      32-255  INTn/external sources
1610  */
1611 u_int64_t
1612 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1613 {
1614         caddr_t kmdp;
1615         int gsel_tss, x, cpu;
1616 #if JG
1617         int metadata_missing, off;
1618 #endif
1619         struct mdglobaldata *gd;
1620         u_int64_t msr;
1621
1622         /*
1623          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1624          */
1625         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1626         bzero(gd, sizeof(*gd));
1627
1628         /*
1629          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1630          * early in the boot sequence because the system assumes
1631          * that 'curthread' is never NULL.
1632          */
1633
1634         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1635         thread0.td_gd = &gd->mi;
1636
1637         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1638
1639 #if JG
1640         metadata_missing = 0;
1641         if (bootinfo.bi_modulep) {
1642                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1643                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1644         } else {
1645                 metadata_missing = 1;
1646         }
1647         if (bootinfo.bi_envp)
1648                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1649 #endif
1650
1651         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1652         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1653         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1654         if (kmdp == NULL)
1655                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1656         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1657         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1658 #ifdef DDB
1659         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1660         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1661 #endif
1662
1663         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1664                 bootverbose++;
1665
1666         /*
1667          * Default MachIntrABI to ICU
1668          */
1669         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1670
1671         /*
1672          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1673          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1674          */
1675         ncpus = 1;
1676         ncpus2 = 1;
1677         ncpus_fit = 1;
1678         /* Init basic tunables, hz etc */
1679         init_param1();
1680
1681         /*
1682          * make gdt memory segments
1683          */
1684         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1685                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1686
1687         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1688
1689         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1690                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1691                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1692         }
1693         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1694             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1695
1696         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1697         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1698         lgdt(&r_gdt);
1699
1700         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1701         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1702         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1703
1704         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1705         cpu_gdinit(gd, 0);
1706         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1707         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1708         safepri = TDPRI_MAX;
1709
1710         /* spinlocks and the BGL */
1711         init_locks();
1712
1713         /* exceptions */
1714         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1715                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1716         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1717         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1718         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1719         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1720         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1721         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1722         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1723         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1724         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1725         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1726         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1727         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1729         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1730         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1731         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735
1736         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1737                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
1738                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
1739         }
1740
1741         lidt(&r_idt_arr[0]);
1742
1743         /*
1744          * Initialize the console before we print anything out.
1745          */
1746         cninit();
1747
1748 #if JG
1749         if (metadata_missing)
1750                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1751 #endif
1752
1753 #if     NISA >0
1754         elcr_probe();
1755         isa_defaultirq();
1756 #endif
1757         rand_initialize();
1758
1759         /*
1760          * Initialize IRQ mapping
1761          *
1762          * NOTE:
1763          * SHOULD be after elcr_probe()
1764          */
1765         MachIntrABI_ICU.initmap();
1766         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1767
1768 #ifdef DDB
1769         kdb_init();
1770         if (boothowto & RB_KDB)
1771                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1772 #endif
1773
1774 #if JG
1775         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1776         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1777         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1778 #endif
1779         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1780         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1781
1782         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1783         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1784         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1785
1786         /*
1787          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
1788          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
1789          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
1790          * disable I/O APIC on all virtual machines.
1791          *
1792          * NOTE:
1793          * This must be done after identify_cpu(), which sets
1794          * 'cpu_feature2'
1795          */
1796         if (ioapic_enable < 0) {
1797                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
1798                         ioapic_enable = 0;
1799                 else
1800                         ioapic_enable = 1;
1801         }
1802
1803         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1804         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1805                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1806                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1807         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1808         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1809
1810         /* double fault stack */
1811         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1812                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1813                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1814
1815         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1816         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1817
1818         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1819         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1820         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1821         ltr(gsel_tss);
1822
1823         /* Set up the fast syscall stuff */
1824         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1825         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1826         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1827         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1828         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1829               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1830         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1831         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
1832
1833         getmemsize(kmdp, physfree);
1834         init_param2(physmem);
1835
1836         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1837
1838         /* Map the message buffer. */
1839 #if JG
1840         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1841                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1842 #endif
1843
1844         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1845
1846
1847         /* transfer to user mode */
1848
1849         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1850         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1851         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1852
1853         load_ds(_udatasel);
1854         load_es(_udatasel);
1855         load_fs(_udatasel);
1856
1857         /* setup proc 0's pcb */
1858         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1859         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1860         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
1861         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1862
1863         /* Location of kernel stack for locore */
1864         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1869  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1870  * data space were allocated in locore.
1871  *
1872  * Note: the idlethread's cpl is 0
1873  *
1874  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1875  */
1876 void
1877 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1878 {
1879         if (cpu)
1880                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1881
1882         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1883                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1884                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1885                         0, &gd->mi);
1886         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1887         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1888         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1889         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1890 }
1891
1892 int
1893 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1894 {
1895         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1896             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1897                 return (TRUE);
1898         }
1899         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
1900                 return (TRUE);
1901         return (FALSE);
1902 }
1903
1904 struct globaldata *
1905 globaldata_find(int cpu)
1906 {
1907         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1908         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1909 }
1910
1911 int
1912 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1913 {
1914         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1915         return (0);
1916 }
1917
1918 int
1919 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1920 {
1921         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1922         return (0);
1923 }
1924
1925 int
1926 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1927 {
1928         struct trapframe *tp;
1929
1930         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
1931                 return EINVAL;
1932         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1933         return (0);
1934 }
1935
1936 int
1937 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1938 {
1939         struct trapframe *tp;
1940
1941         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1942         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1943             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1944                 return (EINVAL);
1945         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1946         clear_quickret();
1947         return (0);
1948 }
1949
1950 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1951 static void
1952 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1953 {
1954         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1955         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1956         int i;
1957
1958         /* FPU control/status */
1959         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1960         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1961         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1962         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1963         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1964         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1965         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1966         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1967
1968         /* FPU registers */
1969         for (i = 0; i < 8; ++i)
1970                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1971 }
1972
1973 static void
1974 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1975 {
1976         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1977         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1978         int i;
1979
1980         /* FPU control/status */
1981         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1982         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1983         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1984         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1985         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1986         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1987         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1988         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1989
1990         /* FPU registers */
1991         for (i = 0; i < 8; ++i)
1992                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1993 }
1994 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1995
1996 int
1997 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1998 {
1999         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2000                 return EINVAL;
2001 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2002         if (cpu_fxsr) {
2003                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2004                                 (struct save87 *)fpregs);
2005                 return (0);
2006         }
2007 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2008         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2009         return (0);
2010 }
2011
2012 int
2013 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2014 {
2015 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2016         if (cpu_fxsr) {
2017                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2018                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2019                 return (0);
2020         }
2021 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2022         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2023         return (0);
2024 }
2025
2026 int
2027 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2028 {
2029         struct pcb *pcb;
2030
2031         if (lp == NULL) {
2032                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2033                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2034                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2035                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2036                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2037                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2038                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2039                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2040                 return (0);
2041         }
2042         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2043                 return EINVAL;
2044         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2045         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2046         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2047         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2048         dbregs->dr[4] = 0;
2049         dbregs->dr[5] = 0;
2050         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2051         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2052         return (0);
2053 }
2054
2055 int
2056 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2057 {
2058         if (lp == NULL) {
2059                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2060                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2061                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2062                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2063                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2064                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2065                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2066                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2067         } else {
2068                 struct pcb *pcb;
2069                 struct ucred *ucred;
2070                 int i;
2071                 uint64_t mask1, mask2;
2072
2073                 /*
2074                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2075                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2076                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2077                  * TRCTRAP.
2078                  */
2079                 /* JG this loop looks unreadable */
2080                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2081                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2082                  */
2083                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2084                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2085                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2086                  * carried to decide if it is safe and useful to
2087                  * provide access to that capability
2088                  */
2089                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2090                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2091                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2092                                 return (EINVAL);
2093                 
2094                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2095                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2096
2097                 /*
2098                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2099                  * process's address space.  If a process could do this, it
2100                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2101                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2102                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2103                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2104                  * uid 0.
2105                  *
2106                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2107                  * address space is written into from within the kernel
2108                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2109                  * from within kernel mode?
2110                  */
2111
2112                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2113                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2114                                 /* dr0 is enabled */
2115                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2116                                         return (EINVAL);
2117                         }
2118
2119                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2120                                 /* dr1 is enabled */
2121                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2122                                         return (EINVAL);
2123                         }
2124
2125                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2126                                 /* dr2 is enabled */
2127                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2128                                         return (EINVAL);
2129                         }
2130
2131                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2132                                 /* dr3 is enabled */
2133                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2134                                         return (EINVAL);
2135                         }
2136                 }
2137
2138                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2139                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2140                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2141                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2142                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2143                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2144
2145                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2146         }
2147
2148         return (0);
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2153  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2154  */
2155 int
2156 user_dbreg_trap(void)
2157 {
2158         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2159         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2160         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2161         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2162         int i;
2163         
2164         dr7 = rdr7();
2165         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2166                 /*
2167                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2168                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2169                  * hardware debug registers
2170                  */
2171                 return 0;
2172         }
2173
2174         nbp = 0;
2175         dr6 = rdr6();
2176         bp = dr6 & 0xf;
2177
2178         if (bp == 0) {
2179                 /*
2180                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2181                  * trap was not caused by any of the debug registers
2182                  */
2183                 return 0;
2184         }
2185
2186         /*
2187          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2188          * which ones and if any of them are user space addresses
2189          */
2190
2191         if (bp & 0x01) {
2192                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2193         }
2194         if (bp & 0x02) {
2195                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2196         }
2197         if (bp & 0x04) {
2198                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2199         }
2200         if (bp & 0x08) {
2201                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2202         }
2203
2204         for (i=0; i<nbp; i++) {
2205                 if (addr[i] <
2206                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2207                         /*
2208                          * addr[i] is in user space
2209                          */
2210                         return nbp;
2211                 }
2212         }
2213
2214         /*
2215          * None of the breakpoints are in user space.
2216          */
2217         return 0;
2218 }
2219
2220
2221 #ifndef DDB
2222 void
2223 Debugger(const char *msg)
2224 {
2225         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2226 }
2227 #endif /* no DDB */
2228
2229 #ifdef DDB
2230
2231 /*
2232  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2233  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2234  * called inside DDB.
2235  *
2236  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2237  */
2238
2239 #undef inb
2240 #undef outb
2241
2242 /* silence compiler warnings */
2243 u_char inb(u_int);
2244 void outb(u_int, u_char);
2245
2246 u_char
2247 inb(u_int port)
2248 {
2249         u_char  data;
2250         /*
2251          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2252          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2253          * if we tell it to load (u_short) port.
2254          */
2255         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2256         return (data);
2257 }
2258
2259 void
2260 outb(u_int port, u_char data)
2261 {
2262         u_char  al;
2263         /*
2264          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2265          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2266          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2267          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2268          */
2269         al = data;
2270         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2271 }
2272
2273 #endif /* DDB */
2274
2275
2276
2277 #include "opt_cpu.h"
2278
2279
2280 /*
2281  * initialize all the SMP locks
2282  */
2283
2284 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2285 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2286
2287 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2288 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2289
2290 /* critical region around INTR() routines */
2291 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2292
2293 /* lock region used by kernel profiling */
2294 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2295
2296 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2297 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2298
2299 /* lock regions around the clock hardware */
2300 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2301
2302 static void
2303 init_locks(void)
2304 {
2305         /*
2306          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2307          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2308          */
2309         cpu_get_initial_mplock();
2310         /* DEPRECATED */
2311         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2312         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2313         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2314         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2315         spin_lock_init(&com_spinlock);
2316         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2317
2318         /* our token pool needs to work early */
2319         lwkt_token_pool_init();
2320 }
2321