sys/platform/pc32/i386/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   3  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  39  */
  40
  41 #include "use_npx.h"
  42 #include "use_isa.h"
  43 #include "opt_atalk.h"
  44 #include "opt_compat.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_directio.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_ipx.h"
  50 #include "opt_maxmem.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_perfmon.h"
  53 #include "opt_swap.h"
  54 #include "opt_userconfig.h"
  55
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/sysproto.h>
  59 #include <sys/signalvar.h>
  60 #include <sys/kernel.h>
  61 #include <sys/linker.h>
  62 #include <sys/malloc.h>
  63 #include <sys/proc.h>
  64 #include <sys/priv.h>
  65 #include <sys/buf.h>
  66 #include <sys/reboot.h>
  67 #include <sys/mbuf.h>
  68 #include <sys/msgbuf.h>
  69 #include <sys/sysent.h>
  70 #include <sys/sysctl.h>
  71 #include <sys/vmmeter.h>
  72 #include <sys/bus.h>
  73 #include <sys/upcall.h>
  74 #include <sys/usched.h>
  75 #include <sys/reg.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89 #include <sys/mutex2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #include <machine/md_var.h>
 102 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 103 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 104 #include <machine/smp.h>
 105 #ifdef PERFMON
 106 #include <machine/perfmon.h>
 107 #endif
 108 #include <machine/cputypes.h>
 109 #include <machine/intr_machdep.h>
 110
 111 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 112 #include <bus/isa/isa_device.h>
 113 #endif
 114 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 115 #include <bus/isa/rtc.h>
 116 #include <machine/vm86.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 void init386(int first);
 132 extern void dblfault_handler(void);
 133
 134 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 135 extern void finishidentcpu(void);
 136 extern void panicifcpuunsupported(void);
 137 extern void initializecpu(void);
 138
 139 static void cpu_startup(void *);
 140 static void pic_finish(void *);
 141 static void cpu_finish(void *);
 142 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 143 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 144 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 145 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 146 #ifdef DIRECTIO
 147 extern void ffs_rawread_setup(void);
 148 #endif /* DIRECTIO */
 149 static void init_locks(void);
 150
 151 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 152 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
 153 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
 154
 155 int     _udatasel, _ucodesel;
 156 u_int   atdevbase;
 157 #ifdef SMP
 158 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 159 #else
 160 int64_t tsc_offsets[1];
 161 #endif
 162
 163 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 164 extern int swtch_optim_stats;
 165 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 166         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 168         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 169 #endif
 170
 171 long physmem = 0;
 172
 173 u_long ebda_addr = 0;
 174
 175 int imcr_present = 0;
 176
 177 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 178 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 179
 180 u_int base_memory;
 181
 182 static int
 183 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 184 {
 185         u_long pmem = ctob(physmem);
 186
 187         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 188         return (error);
 189 }
 190
 191 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 192         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 193
 194 static int
 195 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 196 {
 197         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 198                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 199         return (error);
 200 }
 201
 202 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 203         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 204
 205 static int
 206 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 207 {
 208         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 209                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 210         return (error);
 211 }
 212
 213 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 214         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 215
 216 vm_paddr_t Maxmem;
 217 vm_paddr_t Realmem;
 218
 219 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 220 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 221
 222
 223 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 224 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 225 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 226 static struct trapframe proc0_tf;
 227
 228 static void
 229 cpu_startup(void *dummy)
 230 {
 231         caddr_t v;
 232         vm_size_t size = 0;
 233         vm_offset_t firstaddr;
 234
 235         /*
 236          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 237          */
 238         kprintf("%s", version);
 239         startrtclock();
 240         printcpuinfo();
 241         panicifcpuunsupported();
 242 #ifdef PERFMON
 243         perfmon_init();
 244 #endif
 245         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 246                 (intmax_t)Realmem,
 247                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 248         /*
 249          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 250          */
 251         if (bootverbose) {
 252                 int indx;
 253
 254                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 255                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 256                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 257
 258                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 259                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 260                             size1 / PAGE_SIZE);
 261                 }
 262         }
 263
 264         /*
 265          * Allocate space for system data structures.
 266          * The first available kernel virtual address is in "v".
 267          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 268          * As pages of memory are allocated and cleared,
 269          * "firstaddr" is incremented.
 270          * An index into the kernel page table corresponding to the
 271          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 272          */
 273
 274         /*
 275          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 276          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 277          * addresses to the various data structures.
 278          */
 279         firstaddr = 0;
 280 again:
 281         v = (caddr_t)firstaddr;
 282
 283 #define valloc(name, type, num) \
 284             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 285 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 286             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 287
 288         /*
 289          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 290          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 291          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 292          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 293          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 294          * maxbcache bytes.
 295          *
 296          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 297          */
 298         if (nbuf == 0) {
 299                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 300                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 301
 302                 nbuf = 50;
 303                 if (kbytes > 4096)
 304                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 305                 if (kbytes > 65536)
 306                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 307                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 308                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 309         }
 310
 311         /*
 312          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 313          * kernel_map.
 314          */
 315         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 316                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 317                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 318         }
 319
 320         /* limit to 128 on i386 */
 321         nswbuf = max(min(nbuf/4, 128), 16);
 322 #ifdef NSWBUF_MIN
 323         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 324                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 325 #endif
 326 #ifdef DIRECTIO
 327         ffs_rawread_setup();
 328 #endif
 329
 330         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 331         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 332
 333         /*
 334          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 335          */
 336         if (firstaddr == 0) {
 337                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 338                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 339                 if (firstaddr == 0)
 340                         panic("startup: no room for tables");
 341                 goto again;
 342         }
 343
 344         /*
 345          * End of second pass, addresses have been assigned
 346          */
 347         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 348                 panic("startup: table size inconsistency");
 349
 350         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 351                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 352         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 353                       (nbuf*BKVASIZE));
 354         buffer_map.system_map = 1;
 355         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 356                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 357         pager_map.system_map = 1;
 358
 359 #if defined(USERCONFIG)
 360         userconfig();
 361         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 362 #endif
 363
 364         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 365                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 366                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 367
 368         /*
 369          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 370          */
 371         bufinit();
 372         vm_pager_bufferinit();
 373 }
 374
 375 static void
 376 cpu_finish(void *dummy __unused)
 377 {
 378         cpu_setregs();
 379 }
 380
 381 static void
 382 pic_finish(void *dummy __unused)
 383 {
 384         /* Log ELCR information */
 385         elcr_dump();
 386
 387         /* Log MPTABLE information */
 388         mptable_pci_int_dump();
 389
 390         /* Finalize PIC */
 391         MachIntrABI.finalize();
 392 }
 393
 394 /*
 395  * Send an interrupt to process.
 396  *
 397  * Stack is set up to allow sigcode stored
 398  * at top to call routine, followed by kcall
 399  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 400  * resets the signal mask, the stack, and the
 401  * frame pointer, it returns to the user
 402  * specified pc, psl.
 403  */
 404 void
 405 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 406 {
 407         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 408         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 409         struct trapframe *regs;
 410         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 411         struct sigframe sf, *sfp;
 412         int oonstack;
 413
 414         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 415         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 416
 417         /* save user context */
 418         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 419         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 420         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 421         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 422         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 423
 424         /* make the size of the saved context visible to userland */
 425         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 426
 427         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 428         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 429                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 430
 431         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 432         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 433             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 434                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 435                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 436                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 437         } else {
 438                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 439         }
 440
 441         /* Translate the signal is appropriate */
 442         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 443                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 444                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 445         }
 446
 447         /* Build the argument list for the signal handler. */
 448         sf.sf_signum = sig;
 449         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 450         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 451                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 452                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 453                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 454
 455                 /* fill siginfo structure */
 456                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 457                 sf.sf_si.si_code = code;
 458                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 459         }
 460         else {
 461                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 462                 sf.sf_siginfo = code;
 463                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 464                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 465         }
 466
 467         /*
 468          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 469          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 470          * eflags.
 471          */
 472         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 473                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 474                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 475
 476                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 477                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 478                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 479                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 480
 481                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 482                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 483                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 484                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 485
 486                 /*
 487                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 488                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 489                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 490                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 491                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 492                  */
 493                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 494         }
 495
 496         /*
 497          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 498          */
 499         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 500
 501         /*
 502          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 503          */
 504         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 505                 /*
 506                  * Something is wrong with the stack pointer.
 507                  * ...Kill the process.
 508                  */
 509                 sigexit(lp, SIGILL);
 510         }
 511
 512         regs->tf_esp = (int)sfp;
 513         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 514
 515         /*
 516          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 517          * on function entry
 518          */
 519         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 520
 521         regs->tf_cs = _ucodesel;
 522         regs->tf_ds = _udatasel;
 523         regs->tf_es = _udatasel;
 524
 525         /*
 526          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 527          * the userland program might be using both.
 528          *
 529          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 530          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 531          * return to userland.
 532          */
 533         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 534                 regs->tf_fs = _udatasel;
 535                 regs->tf_gs = _udatasel;
 536         }
 537         regs->tf_ss = _udatasel;
 538 }
 539
 540 /*
 541  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 542  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 543  * issue.
 544  *
 545  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 546  * bad idea?
 547  */
 548 int
 549 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 550 {
 551         frame->tf_cs = _ucodesel;
 552         frame->tf_ds = _udatasel;
 553         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 554 #if 0
 555         frame->tf_fs = _udatasel;
 556         frame->tf_gs = _udatasel;
 557 #endif
 558         frame->tf_ss = _udatasel;
 559         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 560         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 561         return(0);
 562 }
 563
 564 int
 565 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 566 {
 567          struct segment_descriptor *desc;
 568          int i;
 569
 570          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 571                 desc = &tls->tls[i];
 572                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 573                         continue;
 574                 if (desc->sd_def32 == 0)
 575                         return(ENXIO);
 576                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 577                         return(ENXIO);
 578                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 579                         return(ENXIO);
 580                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 581                         return(ENXIO);
 582          }
 583          return(0);
 584 }
 585
 586 /*
 587  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 588  *
 589  * System call to cleanup state after a signal
 590  * has been taken.  Reset signal mask and
 591  * stack state from context left by sendsig (above).
 592  * Return to previous pc and psl as specified by
 593  * context left by sendsig. Check carefully to
 594  * make sure that the user has not modified the
 595  * state to gain improper privileges.
 596  *
 597  * MPSAFE
 598  */
 599 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 600 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 601
 602 int
 603 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 604 {
 605         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 606         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 607         struct trapframe *regs;
 608         ucontext_t uc;
 609         ucontext_t *ucp;
 610         int cs;
 611         int eflags;
 612         int error;
 613
 614         /*
 615          * We have to copy the information into kernel space so userland
 616          * can't modify it while we are sniffing it.
 617          */
 618         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 619         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 620         if (error)
 621                 return (error);
 622         ucp = &uc;
 623         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 624
 625         if (eflags & PSL_VM) {
 626                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 627                 struct vm86_kernel *vm86;
 628
 629                 /*
 630                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 631                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 632                  */
 633                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 634                         return (EINVAL);
 635                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 636                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 637                         return (EINVAL);
 638
 639                 /* go back to user mode if both flags are set */
 640                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 641                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 642
 643                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 644                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 645                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 646                 } else {
 647                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 648                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 649                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 650                 }
 651                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 652                 tf->tf_eflags = eflags;
 653                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 654                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 655                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 656                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 657                 tf->tf_ds = _udatasel;
 658                 tf->tf_es = _udatasel;
 659 #if 0
 660                 tf->tf_fs = _udatasel;
 661                 tf->tf_gs = _udatasel;
 662 #endif
 663         } else {
 664                 /*
 665                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 666                  */
 667                 /*
 668                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 669                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 670                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 671                  * the signal context during signal handling and there is no
 672                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 673                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 674                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 675                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 676                  */
 677                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 678                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 679                         return(EINVAL);
 680                 }
 681
 682                 /*
 683                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 684                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 685                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 686                  */
 687                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 688                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 689                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 690                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 691                         return(EINVAL);
 692                 }
 693                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 694         }
 695
 696         /*
 697          * Restore the FPU state from the frame
 698          */
 699         crit_enter();
 700         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 701
 702         /*
 703          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 704          * semantics against system calls.
 705          */
 706         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX) {
 707                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 708                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 709                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 710         }
 711
 712         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 713                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 714         else
 715                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 716
 717         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 718         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 719         crit_exit();
 720         return(EJUSTRETURN);
 721 }
 722
 723 /*
 724  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 725  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 726  * already been pushed on the stack.
 727  */
 728 struct upc_frame {
 729         register_t      eax;
 730         register_t      ecx;
 731         register_t      edx;
 732         register_t      flags;
 733         register_t      oldip;
 734 };
 735
 736 void
 737 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 738 {
 739         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 740         struct trapframe *regs;
 741         struct upcall upcall;
 742         struct upc_frame upc_frame;
 743         int     crit_count = 0;
 744
 745         /*
 746          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 747          * context, switch back to the virtual kernel context before
 748          * trying to post the signal.
 749          */
 750         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 751                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 752                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 753         }
 754
 755         /*
 756          * Get the upcall data structure
 757          */
 758         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 759             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 760         ) {
 761                 vu->vu_pending = 0;
 762                 kprintf("bad upcall address\n");
 763                 return;
 764         }
 765
 766         /*
 767          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 768          * section count, mark the data structure as pending and return
 769          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 770          */
 771         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 772                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 773                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 774                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 775                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 776                 }
 777                 return;
 778         }
 779
 780         /*
 781          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 782          *
 783          * Bump our critical section count and set or clear the
 784          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 785          * pending.  The user will be responsible for calling
 786          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 787          */
 788         vu->vu_pending = 0;
 789         upcall.upc_pending = morepending;
 790         ++crit_count;
 791         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 792                 sizeof(upcall.upc_pending));
 793         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 794                 sizeof(int));
 795
 796         /*
 797          * Construct a stack frame and issue the upcall
 798          */
 799         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 800         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 801         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 802         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 803         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 804         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 805         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 806             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 807                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 808         } else {
 809                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 810                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 811                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 812                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 813                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 814         }
 815 }
 816
 817 /*
 818  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 819  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 820  * being overwritten by the syscall return value.
 821  *
 822  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 823  * and the function pointer in %eax.
 824  */
 825 int
 826 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 827 {
 828         struct upc_frame upc_frame;
 829         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 830         struct trapframe *regs;
 831         int error;
 832         struct upcall upcall;
 833         int crit_count;
 834
 835         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 836
 837         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 838         if (error == 0) {
 839             if (vu) {
 840                 /*
 841                  * This jumps us to the next ready context.
 842                  */
 843                 vu->vu_pending = 0;
 844                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 845                 crit_count = 0;
 846                 if (error == 0)
 847                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 848                 ++crit_count;
 849                 if (error == 0)
 850                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 851                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 852                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 853                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 854                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 855                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 856             } else {
 857                 /*
 858                  * This returns us to the originally interrupted code.
 859                  */
 860                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 861                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 862                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 863                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 864                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 865                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 866                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 867                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 868             }
 869         }
 870         if (error == 0)
 871                 error = EJUSTRETURN;
 872         return(error);
 873 }
 874
 875 /*
 876  * Machine dependent boot() routine
 877  *
 878  * I haven't seen anything to put here yet
 879  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 880  */
 881 void
 882 cpu_boot(int howto)
 883 {
 884 }
 885
 886 /*
 887  * Shutdown the CPU as much as possible
 888  */
 889 void
 890 cpu_halt(void)
 891 {
 892         for (;;)
 893                 __asm__ __volatile("hlt");
 894 }
 895
 896 /*
 897  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 898  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 899  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 900  *
 901  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 902  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 903  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 904  * critical section.
 905  *
 906  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 907  *
 908  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 909  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 910  */
 911 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 912 static int      cpu_idle_hltcnt;
 913 static int      cpu_idle_spincnt;
 914 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
 915 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 916     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 917 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 918     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 919 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 920     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 921 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 922     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 923
 924 static void
 925 cpu_idle_default_hook(void)
 926 {
 927         /*
 928          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 929          * following the sti.
 930          */
 931         __asm __volatile("sti; hlt");
 932 }
 933
 934 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 935 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 936
 937 void
 938 cpu_idle(void)
 939 {
 940         globaldata_t gd = mycpu;
 941         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
 942         int reqflags;
 943         int quick;
 944
 945         crit_exit();
 946         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 947         for (;;) {
 948                 /*
 949                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 950                  */
 951                 lwkt_switch();
 952
 953                 /*
 954                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 955                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 956                  * splz() does the job.
 957                  *
 958                  * cpu_idle_hlt:
 959                  *      0       Never halt, just spin
 960                  *
 961                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 962                  *              This typically eats more power than the
 963                  *              ACPI halt.
 964                  *
 965                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 966                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 967                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 968                  *
 969                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 970                  *              eats the least amount of power but the cpu
 971                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 972                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 973                  *
 974                  *
 975                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 976                  *       section.
 977                  *
 978                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.  Also we
 979                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 980                  *       it overflows.
 981                  */
 982                 ++gd->gd_idle_repeat;
 983                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 984                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 985                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 986                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 987
 988                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 989                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 990                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
 991                         ++cpu_idle_hltcnt;
 992                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 993                         __asm __volatile("cli");
 994                         splz();
 995                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 996                                 if (quick)
 997                                         cpu_idle_default_hook();
 998                                 else
 999                                         cpu_idle_hook();
1000                         }
1001                         __asm __volatile("sti");
1002                         ++cpu_idle_hltcnt;
1003                 } else {
1004                         splz();
1005                         __asm __volatile("sti");
1006                         ++cpu_idle_spincnt;
1007                 }
1008         }
1009 }
1010
1011 #ifdef SMP
1012
1013 /*
1014  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1015  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1016  * we let it spin.
1017  */
1018 void
1019 cpu_spinlock_contested(void)
1020 {
1021         cpu_pause();
1022 }
1023
1024 #endif
1025
1026 /*
1027  * Clear registers on exec
1028  */
1029 void
1030 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1031 {
1032         struct thread *td = curthread;
1033         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1034         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1035         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1036
1037         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1038         user_ldt_free(pcb);
1039
1040         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1041         regs->tf_eip = entry;
1042         regs->tf_esp = stack;
1043         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1044         regs->tf_ss = _udatasel;
1045         regs->tf_ds = _udatasel;
1046         regs->tf_es = _udatasel;
1047         regs->tf_fs = _udatasel;
1048         regs->tf_gs = _udatasel;
1049         regs->tf_cs = _ucodesel;
1050
1051         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1052         regs->tf_ebx = ps_strings;
1053
1054         /*
1055          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1056          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1057          */
1058         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1059                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1060                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1061                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1062                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1063                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1064                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1065                 if (pcb == td->td_pcb) {
1066                         /*
1067                          * Clear the debug registers on the running
1068                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1069                          * the next process we switch to.
1070                          */
1071                         reset_dbregs();
1072                 }
1073                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1074         }
1075
1076         /*
1077          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1078          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1079          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1080          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1081          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1082          */
1083         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1084
1085         /*
1086          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1087          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1088          * in npxdna().
1089          */
1090         crit_enter();
1091         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1092
1093 #if NNPX > 0
1094         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1095         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1096 #endif
1097         crit_exit();
1098
1099         /*
1100          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1101          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1102          * return value to 0.
1103          */
1104 }
1105
1106 void
1107 cpu_setregs(void)
1108 {
1109         unsigned int cr0;
1110
1111         cr0 = rcr0();
1112         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1113         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1114         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1115         load_cr0(cr0);
1116         load_gs(_udatasel);
1117 }
1118
1119 static int
1120 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1121 {
1122         int error;
1123         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1124                 req);
1125         if (!error && req->newptr)
1126                 resettodr();
1127         return (error);
1128 }
1129
1130 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1131         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1132
1133 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1134         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1135
1136 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1137         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1138
1139 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1140         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1141
1142 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1143 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1144         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1145
1146 /*
1147  * Initialize 386 and configure to run kernel
1148  */
1149
1150 /*
1151  * Initialize segments & interrupt table
1152  */
1153
1154 int _default_ldt;
1155 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1156 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1157 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1158 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1159
1160 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1161 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1162
1163 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1164 extern int has_f00f_bug;
1165 #endif
1166
1167 static struct i386tss dblfault_tss;
1168 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1169
1170 extern  struct user *proc0paddr;
1171
1172
1173 /* software prototypes -- in more palatable form */
1174 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1175 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1176 {       0x0,                    /* segment base address  */
1177         0x0,                    /* length */
1178         0,                      /* segment type */
1179         0,                      /* segment descriptor priority level */
1180         0,                      /* segment descriptor present */
1181         0, 0,
1182         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1183         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1184 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1185 {       0x0,                    /* segment base address  */
1186         0xfffff,                /* length - all address space */
1187         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1188         0,                      /* segment descriptor priority level */
1189         1,                      /* segment descriptor present */
1190         0, 0,
1191         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1192         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1193 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1194 {       0x0,                    /* segment base address  */
1195         0xfffff,                /* length - all address space */
1196         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1197         0,                      /* segment descriptor priority level */
1198         1,                      /* segment descriptor present */
1199         0, 0,
1200         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1201         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1202 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1203 {       0x0,                    /* segment base address  */
1204         0xfffff,                /* length - all address space */
1205         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1206         0,                      /* segment descriptor priority level */
1207         1,                      /* segment descriptor present */
1208         0, 0,
1209         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1210         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1211 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1212 {
1213         0x0,                    /* segment base address */
1214         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1215         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1216         0,                      /* segment descriptor priority level */
1217         1,                      /* segment descriptor present */
1218         0, 0,
1219         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1220         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1221 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1222 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1223         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1224         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1225         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1226         1,                      /* segment descriptor present */
1227         0, 0,
1228         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1229         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1230 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1231 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1232         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1233         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1234         0,                      /* segment descriptor priority level */
1235         1,                      /* segment descriptor present */
1236         0, 0,
1237         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1238         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1239 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1240 {       0x0,                    /* segment base address  */
1241         0x0,                    /* length - all address space */
1242         0,                      /* segment type */
1243         0,                      /* segment descriptor priority level */
1244         0,                      /* segment descriptor present */
1245         0, 0,
1246         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1247         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1248 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1249 {       0x400,                  /* segment base address */
1250         0xfffff,                /* length */
1251         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1252         0,                      /* segment descriptor priority level */
1253         1,                      /* segment descriptor present */
1254         0, 0,
1255         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1256         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1257 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1258 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1259         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1260         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1261         0,                      /* segment descriptor priority level */
1262         1,                      /* segment descriptor present */
1263         0, 0,
1264         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1265         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1266 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1267 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1268         0xfffff,                /* length */
1269         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1270         0,                      /* segment descriptor priority level */
1271         1,                      /* segment descriptor present */
1272         0, 0,
1273         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1274         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1275 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1276 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1277         0xfffff,                /* length */
1278         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1279         0,                      /* segment descriptor priority level */
1280         1,                      /* segment descriptor present */
1281         0, 0,
1282         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1283         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1284 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1285 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1286         0xfffff,                /* length */
1287         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1288         0,                      /* segment descriptor priority level */
1289         1,                      /* segment descriptor present */
1290         0, 0,
1291         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1292         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1293 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1294 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1295         0xfffff,                /* length */
1296         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1297         0,                      /* segment descriptor priority level */
1298         1,                      /* segment descriptor present */
1299         0, 0,
1300         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1301         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1302 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1303 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1304         0xfffff,                /* length */
1305         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1306         0,                      /* segment descriptor priority level */
1307         1,                      /* segment descriptor present */
1308         0, 0,
1309         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1310         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1311 /* GTLS_START 15 TLS */
1312 {       0x0,                    /* segment base address  */
1313         0x0,                    /* length */
1314         0,                      /* segment type */
1315         0,                      /* segment descriptor priority level */
1316         0,                      /* segment descriptor present */
1317         0, 0,
1318         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1319         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1320 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1321 {       0x0,                    /* segment base address  */
1322         0x0,                    /* length */
1323         0,                      /* segment type */
1324         0,                      /* segment descriptor priority level */
1325         0,                      /* segment descriptor present */
1326         0, 0,
1327         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1328         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1329 /* GTLS_END 17 TLS */
1330 {       0x0,                    /* segment base address  */
1331         0x0,                    /* length */
1332         0,                      /* segment type */
1333         0,                      /* segment descriptor priority level */
1334         0,                      /* segment descriptor present */
1335         0, 0,
1336         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1337         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1338 /* GNDIS_SEL    18 NDIS Descriptor */
1339 {       0x0,                    /* segment base address  */
1340         0x0,                    /* length */
1341         0,                      /* segment type */
1342         0,                      /* segment descriptor priority level */
1343         0,                      /* segment descriptor present */
1344         0, 0,
1345         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1346         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1347 };
1348
1349 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1350         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1351 {       0x0,                    /* segment base address  */
1352         0x0,                    /* length - all address space */
1353         0,                      /* segment type */
1354         0,                      /* segment descriptor priority level */
1355         0,                      /* segment descriptor present */
1356         0, 0,
1357         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1358         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1359         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1360 {       0x0,                    /* segment base address  */
1361         0x0,                    /* length - all address space */
1362         0,                      /* segment type */
1363         0,                      /* segment descriptor priority level */
1364         0,                      /* segment descriptor present */
1365         0, 0,
1366         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1367         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1368         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1369 {       0x0,                    /* segment base address  */
1370         0x0,                    /* length - all address space */
1371         0,                      /* segment type */
1372         0,                      /* segment descriptor priority level */
1373         0,                      /* segment descriptor present */
1374         0, 0,
1375         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1376         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1377         /* Code Descriptor for user */
1378 {       0x0,                    /* segment base address  */
1379         0xfffff,                /* length - all address space */
1380         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1381         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1382         1,                      /* segment descriptor present */
1383         0, 0,
1384         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1385         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1386         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1387 {       0x0,                    /* segment base address  */
1388         0x0,                    /* length - all address space */
1389         0,                      /* segment type */
1390         0,                      /* segment descriptor priority level */
1391         0,                      /* segment descriptor present */
1392         0, 0,
1393         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1394         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1395         /* Data Descriptor for user */
1396 {       0x0,                    /* segment base address  */
1397         0xfffff,                /* length - all address space */
1398         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1399         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1400         1,                      /* segment descriptor present */
1401         0, 0,
1402         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1403         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1404 };
1405
1406 void
1407 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1408 {
1409         struct gate_descriptor *ip;
1410
1411         ip = idt + idx;
1412         ip->gd_looffset = (int)func;
1413         ip->gd_selector = selec;
1414         ip->gd_stkcpy = 0;
1415         ip->gd_xx = 0;
1416         ip->gd_type = typ;
1417         ip->gd_dpl = dpl;
1418         ip->gd_p = 1;
1419         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1420 }
1421
1422 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1423
1424 extern inthand_t
1425         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1426         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1427         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1428         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1429         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1430         IDTVEC(rsvd0);
1431 extern inthand_t
1432         IDTVEC(int0x80_syscall);
1433
1434 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1435 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1436 #endif
1437
1438 void
1439 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1440 {
1441         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1442         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1443         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1444         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1445         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1446         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1447         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1452  * available physical memory in the system, then test this memory and
1453  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1454  *
1455  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1456  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1457  *
1458  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1459  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1460  */
1461 static void
1462 getmemsize(int first)
1463 {
1464         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1465         int hasbrokenint12;
1466         u_int basemem, extmem;
1467         struct vm86frame vmf;
1468         struct vm86context vmc;
1469         vm_offset_t pa;
1470         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1471         pt_entry_t *pte;
1472         quad_t maxmem;
1473         struct {
1474                 u_int64_t base;
1475                 u_int64_t length;
1476                 u_int32_t type;
1477         } *smap;
1478         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1479
1480         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1481         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1482         basemem = 0;
1483
1484         /*
1485          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1486          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1487          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1488          */
1489         hasbrokenint12 = 0;
1490         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1491         if (hasbrokenint12) {
1492                 goto int15e820;
1493         }
1494
1495         /*
1496          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1497          * value give the bios some scribble space just in case.
1498          */
1499         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1500         basemem = vmf.vmf_ax;
1501         if (basemem > 640) {
1502                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1503                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1504                 basemem = 636;
1505         }
1506
1507         /*
1508          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1509          * between the end of base memory and the start of
1510          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1511          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1512          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1513          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1514          * to begin with and then parts of it are remapped.
1515          * The parts that aren't remapped form holes that
1516          * remain read-only and are unused by the kernel.
1517          * The base memory area is below the physical end of
1518          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1519          * The part of it from PAGE_SIZE to
1520          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1521          * remapped and used by the kernel later.)
1522          *
1523          * This code is similar to the code used in
1524          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1525          * allocated we simply change the mapping.
1526          */
1527         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1528              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1529                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1530                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1531         }
1532
1533         /*
1534          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1535          * that the bios can scribble on it.
1536          */
1537         pte = vm86paddr;
1538         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1539                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1540
1541 int15e820:
1542         /*
1543          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1544          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1545          */
1546         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1547         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1548
1549         /*
1550          * get memory map with INT 15:E820
1551          */
1552 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1553 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1554
1555         vmc.npages = 0;
1556         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1557         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1558
1559         physmap_idx = 0;
1560         vmf.vmf_ebx = 0;
1561         do {
1562                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1563                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1564                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1565                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1566                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1567                         break;
1568                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1569                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1570                                 smap->type,
1571                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1572                                 (u_int32_t)smap->base,
1573                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1574                                 (u_int32_t)smap->length);
1575
1576                 if (smap->type != 0x01)
1577                         goto next_run;
1578
1579                 if (smap->length == 0)
1580                         goto next_run;
1581
1582                 Realmem += smap->length;
1583
1584                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1585                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1586                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1587                         goto next_run;
1588                 }
1589
1590                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1591                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1592                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1593                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1594                                                 "memory region, ignoring "
1595                                                 "second region\n");
1596                                 }
1597                                 Realmem -= smap->length;
1598                                 goto next_run;
1599                         }
1600                 }
1601
1602                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1603                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1604                         goto next_run;
1605                 }
1606
1607                 physmap_idx += 2;
1608                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1609                         kprintf("Too many segments in the physical "
1610                                 "address map, giving up\n");
1611                         break;
1612                 }
1613                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1614                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1615 next_run:
1616                 ; /* fix GCC3.x warning */
1617         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1618
1619         /*
1620          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1621          */
1622         if (basemem == 0) {
1623                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1624                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1625                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1626                                 break;
1627                         }
1628                 }
1629
1630                 if (basemem == 0) {
1631                         basemem = 640;
1632                 }
1633
1634                 if (basemem > 640) {
1635                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1636                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1637                         basemem = 640;
1638                 }
1639
1640                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1641                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1642                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1643                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1644                 }
1645
1646                 pte = vm86paddr;
1647                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1648                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1649         }
1650
1651         if (physmap[1] != 0)
1652                 goto physmap_done;
1653
1654         /*
1655          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1656          */
1657         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1658         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1659                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1660         } else {
1661 #if 0
1662                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1663                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1664                 extmem = vmf.vmf_ax;
1665 #else
1666                 /*
1667                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1668                  */
1669                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1670 #endif
1671         }
1672
1673         /*
1674          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1675          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1676          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1677          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1678          * them beyond the limit.
1679          *
1680          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1681          *      chop it to 15MB.
1682          */
1683         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1684                 extmem = 15 * 1024;
1685
1686         physmap[0] = 0;
1687         physmap[1] = basemem * 1024;
1688         physmap_idx = 2;
1689         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1690         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1691
1692 physmap_done:
1693         /*
1694          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1695          */
1696
1697         base_memory = physmap[1];
1698 #ifdef SMP
1699         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1700         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1701 #endif
1702
1703         /* Save EBDA address, if any */
1704         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1705         ebda_addr <<= 4;
1706
1707         /*
1708          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1709          * highest page of the physical address space.  It should be
1710          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1711          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1712          */
1713         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1714
1715 #ifdef MAXMEM
1716         Maxmem = MAXMEM / 4;
1717 #endif
1718
1719         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1720                 Maxmem = atop(maxmem);
1721
1722         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1723             (boothowto & RB_VERBOSE))
1724                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1725
1726         /*
1727          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1728          * extend the last memory segment to the new limit.
1729          */
1730         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1731                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1732
1733         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1734         pmap_bootstrap(first, 0);
1735
1736         /*
1737          * Size up each available chunk of physical memory.
1738          */
1739         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1740         pa_indx = 0;
1741         da_indx = 1;
1742         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1743         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1744         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1745
1746         pte = CMAP1;
1747
1748         /*
1749          * Get dcons buffer address
1750          */
1751         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1752             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1753                 dcons_addr = 0;
1754
1755         /*
1756          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1757          * round up the start address and round down the end address.
1758          */
1759         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1760                 vm_offset_t end;
1761
1762                 end = ptoa(Maxmem);
1763                 if (physmap[i + 1] < end)
1764                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1765                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1766                         int tmp, page_bad, full;
1767 #if 0
1768                         int *ptr = 0;
1769 #else
1770                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1771 #endif
1772                         full = FALSE;
1773
1774                         /*
1775                          * block out kernel memory as not available.
1776                          */
1777                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1778                                 goto do_dump_avail;
1779
1780                         /*
1781                          * block out dcons buffer
1782                          */
1783                         if (dcons_addr > 0
1784                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1785                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1786                                 goto do_dump_avail;
1787
1788                         page_bad = FALSE;
1789
1790                         /*
1791                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1792                          */
1793                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1794                         cpu_invltlb();
1795
1796                         tmp = *(int *)ptr;
1797                         /*
1798                          * Test for alternating 1's and 0's
1799                          */
1800                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1801                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1802                                 page_bad = TRUE;
1803                         }
1804                         /*
1805                          * Test for alternating 0's and 1's
1806                          */
1807                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1808                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1809                         page_bad = TRUE;
1810                         }
1811                         /*
1812                          * Test for all 1's
1813                          */
1814                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1815                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1816                                 page_bad = TRUE;
1817                         }
1818                         /*
1819                          * Test for all 0's
1820                          */
1821                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1822                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1823                                 page_bad = TRUE;
1824                         }
1825                         /*
1826                          * Restore original value.
1827                          */
1828                         *(int *)ptr = tmp;
1829
1830                         /*
1831                          * Adjust array of valid/good pages.
1832                          */
1833                         if (page_bad == TRUE) {
1834                                 continue;
1835                         }
1836                         /*
1837                          * If this good page is a continuation of the
1838                          * previous set of good pages, then just increase
1839                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1840                          * Note that "end" points one higher than end,
1841                          * making the range >= start and < end.
1842                          * If we're also doing a speculative memory
1843                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1844                          * so that we keep going. The first bad page
1845                          * will terminate the loop.
1846                          */
1847                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1848                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1849                         } else {
1850                                 pa_indx++;
1851                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1852                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1853                                         pa_indx--;
1854                                         full = TRUE;
1855                                         goto do_dump_avail;
1856                                 }
1857                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1858                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1859                         }
1860                         physmem++;
1861 do_dump_avail:
1862                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1863                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1864                         } else {
1865                                 da_indx++;
1866                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1867                                         da_indx--;
1868                                         goto do_next;
1869                                 }
1870                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1871                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1872                         }
1873 do_next:
1874                         if (full)
1875                                 break;
1876
1877                 }
1878         }
1879         *pte = 0;
1880         cpu_invltlb();
1881
1882         /*
1883          * XXX
1884          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1885          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1886          * calculation, etc.).
1887          */
1888         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1889             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1890                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1891                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1892                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1893         }
1894
1895         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1896
1897         /* Trim off space for the message buffer. */
1898         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1899
1900         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1901 }
1902
1903 struct machintr_abi MachIntrABI;
1904
1905 /*
1906  * IDT VECTORS:
1907  *      0       Divide by zero
1908  *      1       Debug
1909  *      2       NMI
1910  *      3       BreakPoint
1911  *      4       OverFlow
1912  *      5       Bound-Range
1913  *      6       Invalid OpCode
1914  *      7       Device Not Available (x87)
1915  *      8       Double-Fault
1916  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1917  *      10      Invalid-TSS
1918  *      11      Segment not present
1919  *      12      Stack
1920  *      13      General Protection
1921  *      14      Page Fault
1922  *      15      Reserved
1923  *      16      x87 FP Exception pending
1924  *      17      Alignment Check
1925  *      18      Machine Check
1926  *      19      SIMD floating point
1927  *      20-31   reserved
1928  *      32-255  INTn/external sources
1929  */
1930 void
1931 init386(int first)
1932 {
1933         struct gate_descriptor *gdp;
1934         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1935         struct mdglobaldata *gd;
1936
1937         /*
1938          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1939          */
1940         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1941         bzero(gd, sizeof(*gd));
1942
1943         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1944         thread0.td_gd = &gd->mi;
1945
1946         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1947
1948         metadata_missing = 0;
1949         if (bootinfo.bi_modulep) {
1950                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1951                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1952         } else {
1953                 metadata_missing = 1;
1954         }
1955         if (bootinfo.bi_envp)
1956                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1957
1958         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1959                 bootverbose++;
1960
1961         /*
1962          * Default MachIntrABI to ICU
1963          */
1964         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1965
1966         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1967         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1968         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1969
1970         /*
1971          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1972          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1973          */
1974         ncpus = 1;
1975         ncpus2 = 1;
1976         ncpus_fit = 1;
1977         /* Init basic tunables, hz etc */
1978         init_param1();
1979
1980         /*
1981          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1982          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1983          * the address space
1984          */
1985         /*
1986          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1987          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1988          */
1989         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1990         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1991
1992         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1993                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1994         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1995         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1996                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1997
1998         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1999
2000         /*
2001          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2002          * early in the boot sequence because the system assumes
2003          * that 'curthread' is never NULL.
2004          */
2005
2006         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2007 #ifdef BDE_DEBUGGER
2008                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
2009                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
2010                         continue;
2011 #endif
2012                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
2013         }
2014
2015         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2016         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
2017         lgdt(&r_gdt);
2018
2019         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2020         cpu_gdinit(gd, 0);
2021         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2022         safepri = TDPRI_MAX;
2023
2024         /* make ldt memory segments */
2025         /*
2026          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
2027          * should be spelled ...MAX_USER...
2028          */
2029         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2030         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2031         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
2032                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2033
2034         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2035         lldt(_default_ldt);
2036         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
2037         /* spinlocks and the BGL */
2038         init_locks();
2039
2040         /*
2041          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
2042          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
2043          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
2044          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
2045          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
2046          * determine the fault address.
2047          */
2048         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2049 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
2050                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2051 #else
2052                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2053 #endif
2054         }
2055         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2056         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2057         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2058         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2059         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2060         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2061         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2062         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2063         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2064         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2065         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2066         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2067         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2068         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2069         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2070         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2071         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2072         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2073         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2074         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2075         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2076                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2077
2078         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2079         r_idt.rd_base = (int) idt;
2080         lidt(&r_idt);
2081
2082         /*
2083          * Initialize the console before we print anything out.
2084          */
2085         cninit();
2086
2087         if (metadata_missing)
2088                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2089
2090 #if     NISA >0
2091         elcr_probe();
2092         isa_defaultirq();
2093 #endif
2094         rand_initialize();
2095
2096         /*
2097          * Initialize IRQ mapping
2098          *
2099          * NOTE:
2100          * SHOULD be after elcr_probe()
2101          */
2102         MachIntrABI_ICU.initmap();
2103 #ifdef SMP
2104         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2105 #endif
2106
2107 #ifdef DDB
2108         kdb_init();
2109         if (boothowto & RB_KDB)
2110                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2111 #endif
2112
2113         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2114         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2115         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2116         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2117
2118         /*
2119          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2120          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2121          */
2122         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2123         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2124         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2125         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2126         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2127         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2128         ltr(gsel_tss);
2129
2130         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2131             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2132         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2133             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2134         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2135         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2136         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2137         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2138             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2139         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2140         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2141         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2142
2143         vm86_initialize();
2144         getmemsize(first);
2145         init_param2(physmem);
2146
2147         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2148
2149         /* Map the message buffer. */
2150         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2151                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2152
2153         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2154
2155         /* make a call gate to reenter kernel with */
2156         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2157
2158         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2159         gdp->gd_looffset = x++;
2160         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2161         gdp->gd_stkcpy = 1;
2162         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2163         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2164         gdp->gd_p = 1;
2165         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2166
2167         /* XXX does this work? */
2168         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2169         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2170
2171         /* transfer to user mode */
2172
2173         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2174         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2175
2176         /* setup proc 0's pcb */
2177         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2178         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2179         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2180         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2181 }
2182
2183 /*
2184  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2185  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2186  * data space were allocated in locore.
2187  *
2188  * Note: the idlethread's cpl is 0
2189  *
2190  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2191  */
2192 void
2193 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2194 {
2195         if (cpu)
2196                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2197
2198         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2199                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2200                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2201                         0, &gd->mi);
2202         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2203         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2204         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2205         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2206 }
2207
2208 int
2209 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2210 {
2211         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2212             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2213                 return (TRUE);
2214         }
2215         return (FALSE);
2216 }
2217
2218 struct globaldata *
2219 globaldata_find(int cpu)
2220 {
2221         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2222         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2223 }
2224
2225 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2226 static void f00f_hack(void *unused);
2227 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2228
2229 static void
2230 f00f_hack(void *unused)
2231 {
2232         struct gate_descriptor *new_idt;
2233         vm_offset_t tmp;
2234
2235         if (!has_f00f_bug)
2236                 return;
2237
2238         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2239
2240         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2241
2242         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2243         if (tmp == 0)
2244                 panic("kmem_alloc returned 0");
2245         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2246                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2247         /* Put the first seven entries in the lower page */
2248         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2249         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2250         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2251         lidt(&r_idt);
2252         idt = new_idt;
2253         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2254                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2255                 panic("vm_map_protect failed");
2256         return;
2257 }
2258 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2259
2260 int
2261 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2262 {
2263         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2264         return (0);
2265 }
2266
2267 int
2268 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2269 {
2270         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2271         return (0);
2272 }
2273
2274 int
2275 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2276 {
2277         struct trapframe *tp;
2278
2279         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2280         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2281         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2282         regs->r_es = tp->tf_es;
2283         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2284         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2285         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2286         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2287         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2288         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2289         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2290         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2291         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2292         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2293         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2294         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2295         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2296         return (0);
2297 }
2298
2299 int
2300 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2301 {
2302         struct trapframe *tp;
2303
2304         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2305         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2306             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2307                 return (EINVAL);
2308         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2309         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2310         tp->tf_es = regs->r_es;
2311         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2312         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2313         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2314         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2315         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2316         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2317         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2318         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2319         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2320         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2321         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2322         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2323         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2324         return (0);
2325 }
2326
2327 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2328 static void
2329 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2330 {
2331         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2332         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2333         int i;
2334
2335         /* FPU control/status */
2336         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2337         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2338         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2339         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2340         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2341         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2342         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2343         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2344
2345         /* FPU registers */
2346         for (i = 0; i < 8; ++i)
2347                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2348 }
2349
2350 static void
2351 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2352 {
2353         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2354         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2355         int i;
2356
2357         /* FPU control/status */
2358         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2359         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2360         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2361         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2362         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2363         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2364         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2365         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2366
2367         /* FPU registers */
2368         for (i = 0; i < 8; ++i)
2369                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2370 }
2371 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2372
2373 int
2374 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2375 {
2376 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2377         if (cpu_fxsr) {
2378                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2379                                 (struct save87 *)fpregs);
2380                 return (0);
2381         }
2382 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2383         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2384         return (0);
2385 }
2386
2387 int
2388 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2389 {
2390 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2391         if (cpu_fxsr) {
2392                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2393                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2394                 return (0);
2395         }
2396 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2397         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2398         return (0);
2399 }
2400
2401 int
2402 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2403 {
2404         if (lp == NULL) {
2405                 dbregs->dr0 = rdr0();
2406                 dbregs->dr1 = rdr1();
2407                 dbregs->dr2 = rdr2();
2408                 dbregs->dr3 = rdr3();
2409                 dbregs->dr4 = rdr4();
2410                 dbregs->dr5 = rdr5();
2411                 dbregs->dr6 = rdr6();
2412                 dbregs->dr7 = rdr7();
2413         } else {
2414                 struct pcb *pcb;
2415
2416                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2417                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2418                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2419                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2420                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2421                 dbregs->dr4 = 0;
2422                 dbregs->dr5 = 0;
2423                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2424                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2425         }
2426         return (0);
2427 }
2428
2429 int
2430 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2431 {
2432         if (lp == NULL) {
2433                 load_dr0(dbregs->dr0);
2434                 load_dr1(dbregs->dr1);
2435                 load_dr2(dbregs->dr2);
2436                 load_dr3(dbregs->dr3);
2437                 load_dr4(dbregs->dr4);
2438                 load_dr5(dbregs->dr5);
2439                 load_dr6(dbregs->dr6);
2440                 load_dr7(dbregs->dr7);
2441         } else {
2442                 struct pcb *pcb;
2443                 struct ucred *ucred;
2444                 int i;
2445                 uint32_t mask1, mask2;
2446
2447                 /*
2448                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2449                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2450                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2451                  * TRCTRAP.
2452                  */
2453                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2454                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2455                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2456                                 return (EINVAL);
2457
2458                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2459                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2460
2461                 /*
2462                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2463                  * process's address space.  If a process could do this, it
2464                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2465                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2466                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2467                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2468                  * uid 0.
2469                  *
2470                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2471                  * address space is written into from within the kernel
2472                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2473                  * from within kernel mode?
2474                  */
2475
2476                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2477                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2478                                 /* dr0 is enabled */
2479                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2480                                         return (EINVAL);
2481                         }
2482
2483                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2484                                 /* dr1 is enabled */
2485                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2486                                         return (EINVAL);
2487                         }
2488
2489                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2490                                 /* dr2 is enabled */
2491                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2492                                         return (EINVAL);
2493                         }
2494
2495                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2496                                 /* dr3 is enabled */
2497                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2498                                         return (EINVAL);
2499                         }
2500                 }
2501
2502                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2503                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2504                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2505                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2506                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2507                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2508
2509                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2510         }
2511
2512         return (0);
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2517  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2518  */
2519 int
2520 user_dbreg_trap(void)
2521 {
2522         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2523         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2524         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2525         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2526         int i;
2527
2528         dr7 = rdr7();
2529         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2530                 /*
2531                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2532                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2533                  * hardware debug registers
2534                  */
2535                 return 0;
2536         }
2537
2538         nbp = 0;
2539         dr6 = rdr6();
2540         bp = dr6 & 0x0000000f;
2541
2542         if (!bp) {
2543                 /*
2544                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2545                  * trap was not caused by any of the debug registers
2546                  */
2547                 return 0;
2548         }
2549
2550         /*
2551          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2552          * which ones and if any of them are user space addresses
2553          */
2554
2555         if (bp & 0x01) {
2556                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2557         }
2558         if (bp & 0x02) {
2559                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2560         }
2561         if (bp & 0x04) {
2562                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2563         }
2564         if (bp & 0x08) {
2565                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2566         }
2567
2568         for (i=0; i<nbp; i++) {
2569                 if (addr[i] <
2570                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2571                         /*
2572                          * addr[i] is in user space
2573                          */
2574                         return nbp;
2575                 }
2576         }
2577
2578         /*
2579          * None of the breakpoints are in user space.
2580          */
2581         return 0;
2582 }
2583
2584
2585 #ifndef DDB
2586 void
2587 Debugger(const char *msg)
2588 {
2589         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2590 }
2591 #endif /* no DDB */
2592
2593 #ifdef DDB
2594
2595 /*
2596  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2597  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2598  * called inside DDB.
2599  *
2600  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2601  */
2602
2603 #undef inb
2604 #undef outb
2605
2606 /* silence compiler warnings */
2607 u_char inb(u_int);
2608 void outb(u_int, u_char);
2609
2610 u_char
2611 inb(u_int port)
2612 {
2613         u_char  data;
2614         /*
2615          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2616          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2617          * if we tell it to load (u_short) port.
2618          */
2619         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2620         return (data);
2621 }
2622
2623 void
2624 outb(u_int port, u_char data)
2625 {
2626         u_char  al;
2627         /*
2628          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2629          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2630          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2631          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2632          */
2633         al = data;
2634         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2635 }
2636
2637 #endif /* DDB */
2638
2639
2640
2641 #include "opt_cpu.h"
2642
2643
2644 /*
2645  * initialize all the SMP locks
2646  */
2647
2648 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2649 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2650
2651 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2652 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2653
2654 /* critical region around INTR() routines */
2655 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2656
2657 /* lock region used by kernel profiling */
2658 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2659
2660 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2661 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2662
2663 /* lock regions around the clock hardware */
2664 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2665
2666 /* lock around the MP rendezvous */
2667 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2668
2669 static void
2670 init_locks(void)
2671 {
2672 #ifdef SMP
2673         /*
2674          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2675          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2676          */
2677         cpu_get_initial_mplock();
2678 #endif
2679         /* DEPRECATED */
2680         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2681         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2682         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2683         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2684         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2685         spin_lock_init(&com_spinlock);
2686         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2687
2688         /* our token pool needs to work early */
2689         lwkt_token_pool_init();
2690 }