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_compat.h"
  44 #include "opt_cpu.h"
  45 #include "opt_ddb.h"
  46 #include "opt_directio.h"
  47 #include "opt_inet.h"
  48 #include "opt_ipx.h"
  49 #include "opt_maxmem.h"
  50 #include "opt_msgbuf.h"
  51 #include "opt_perfmon.h"
  52 #include "opt_swap.h"
  53 #include "opt_userconfig.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/sysproto.h>
  58 #include <sys/signalvar.h>
  59 #include <sys/kernel.h>
  60 #include <sys/linker.h>
  61 #include <sys/malloc.h>
  62 #include <sys/proc.h>
  63 #include <sys/priv.h>
  64 #include <sys/buf.h>
  65 #include <sys/reboot.h>
  66 #include <sys/mbuf.h>
  67 #include <sys/msgbuf.h>
  68 #include <sys/sysent.h>
  69 #include <sys/sysctl.h>
  70 #include <sys/vmmeter.h>
  71 #include <sys/bus.h>
  72 #include <sys/upcall.h>
  73 #include <sys/usched.h>
  74 #include <sys/reg.h>
  75
  76 #include <vm/vm.h>
  77 #include <vm/vm_param.h>
  78 #include <sys/lock.h>
  79 #include <vm/vm_kern.h>
  80 #include <vm/vm_object.h>
  81 #include <vm/vm_page.h>
  82 #include <vm/vm_map.h>
  83 #include <vm/vm_pager.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85
  86 #include <sys/thread2.h>
  87 #include <sys/mplock2.h>
  88 #include <sys/mutex2.h>
  89
  90 #include <sys/user.h>
  91 #include <sys/exec.h>
  92 #include <sys/cons.h>
  93
  94 #include <ddb/ddb.h>
  95
  96 #include <machine/cpu.h>
  97 #include <machine/clock.h>
  98 #include <machine/specialreg.h>
  99 #include <machine/bootinfo.h>
 100 #include <machine/md_var.h>
 101 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 102 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 103 #include <machine/smp.h>
 104 #ifdef PERFMON
 105 #include <machine/perfmon.h>
 106 #endif
 107 #include <machine/cputypes.h>
 108 #include <machine/intr_machdep.h>
 109
 110 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 111 #include <bus/isa/isa_device.h>
 112 #endif
 113 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 114 #include <bus/isa/rtc.h>
 115 #include <machine/vm86.h>
 116 #include <sys/random.h>
 117 #include <sys/ptrace.h>
 118 #include <machine/sigframe.h>
 119
 120 #include <sys/machintr.h>
 121 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 122 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 123 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 124 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 125 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 126 #include <machine/mptable.h>
 127
 128 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 129
 130 extern void init386(int first);
 131 extern void dblfault_handler(void);
 132
 133 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 134 extern void finishidentcpu(void);
 135 extern void panicifcpuunsupported(void);
 136 extern void initializecpu(void);
 137
 138 static void cpu_startup(void *);
 139 static void pic_finish(void *);
 140 static void cpu_finish(void *);
 141 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 142 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 143 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 144 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 145 #ifdef DIRECTIO
 146 extern void ffs_rawread_setup(void);
 147 #endif /* DIRECTIO */
 148 static void init_locks(void);
 149
 150 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 151 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
 152 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
 153
 154 int     _udatasel, _ucodesel;
 155 u_int   atdevbase;
 156 #ifdef SMP
 157 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 158 #else
 159 int64_t tsc_offsets[1];
 160 #endif
 161
 162 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 163 extern int swtch_optim_stats;
 164 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 165         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 166 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 167         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 168 #endif
 169
 170 long physmem = 0;
 171
 172 u_long ebda_addr = 0;
 173
 174 int imcr_present = 0;
 175
 176 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 177 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 178
 179 u_int base_memory;
 180
 181 static int
 182 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 183 {
 184         u_long pmem = ctob(physmem);
 185
 186         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 187         return (error);
 188 }
 189
 190 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 191         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 192
 193 static int
 194 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 195 {
 196         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 197                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 198         return (error);
 199 }
 200
 201 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 202         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 203
 204 static int
 205 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 206 {
 207         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 208                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 209         return (error);
 210 }
 211
 212 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 213         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 214
 215 vm_paddr_t Maxmem;
 216 vm_paddr_t Realmem;
 217
 218 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 219 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 220
 221
 222 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 223 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 224 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 225 static struct trapframe proc0_tf;
 226
 227 static void
 228 cpu_startup(void *dummy)
 229 {
 230         caddr_t v;
 231         vm_size_t size = 0;
 232         vm_offset_t firstaddr;
 233
 234         /*
 235          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 236          */
 237         kprintf("%s", version);
 238         startrtclock();
 239         printcpuinfo();
 240         panicifcpuunsupported();
 241 #ifdef PERFMON
 242         perfmon_init();
 243 #endif
 244         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 245                 (intmax_t)Realmem,
 246                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 247         /*
 248          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 249          */
 250         if (bootverbose) {
 251                 int indx;
 252
 253                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 254                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 255                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 256
 257                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 258                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 259                             size1 / PAGE_SIZE);
 260                 }
 261         }
 262
 263         /*
 264          * Allocate space for system data structures.
 265          * The first available kernel virtual address is in "v".
 266          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 267          * As pages of memory are allocated and cleared,
 268          * "firstaddr" is incremented.
 269          * An index into the kernel page table corresponding to the
 270          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 271          */
 272
 273         /*
 274          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 275          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 276          * addresses to the various data structures.
 277          */
 278         firstaddr = 0;
 279 again:
 280         v = (caddr_t)firstaddr;
 281
 282 #define valloc(name, type, num) \
 283             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 284 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 285             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 286
 287         /*
 288          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 289          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 290          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 291          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 292          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 293          * maxbcache bytes.
 294          *
 295          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 296          */
 297         if (nbuf == 0) {
 298                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 299                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 300
 301                 nbuf = 50;
 302                 if (kbytes > 4096)
 303                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 304                 if (kbytes > 65536)
 305                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 306                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 307                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 308         }
 309
 310         /*
 311          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 312          * kernel_map.
 313          */
 314         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 315                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 316                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 317         }
 318
 319         /* limit to 128 on i386 */
 320         nswbuf = max(min(nbuf/4, 128), 16);
 321 #ifdef NSWBUF_MIN
 322         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 323                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 324 #endif
 325 #ifdef DIRECTIO
 326         ffs_rawread_setup();
 327 #endif
 328
 329         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 330         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 331
 332         /*
 333          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 334          */
 335         if (firstaddr == 0) {
 336                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 337                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 338                 if (firstaddr == 0)
 339                         panic("startup: no room for tables");
 340                 goto again;
 341         }
 342
 343         /*
 344          * End of second pass, addresses have been assigned
 345          */
 346         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 347                 panic("startup: table size inconsistency");
 348
 349         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 350                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 351         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 352                       (nbuf*BKVASIZE));
 353         buffer_map.system_map = 1;
 354         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 355                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 356         pager_map.system_map = 1;
 357
 358 #if defined(USERCONFIG)
 359         userconfig();
 360         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 361 #endif
 362
 363         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 364                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 365                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 366
 367         /*
 368          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 369          */
 370         bufinit();
 371         vm_pager_bufferinit();
 372 }
 373
 374 static void
 375 cpu_finish(void *dummy __unused)
 376 {
 377         cpu_setregs();
 378 }
 379
 380 static void
 381 pic_finish(void *dummy __unused)
 382 {
 383         /* Log ELCR information */
 384         elcr_dump();
 385
 386         /* Log MPTABLE information */
 387         mptable_pci_int_dump();
 388
 389         /* Finalize PIC */
 390         MachIntrABI.finalize();
 391 }
 392
 393 /*
 394  * Send an interrupt to process.
 395  *
 396  * Stack is set up to allow sigcode stored
 397  * at top to call routine, followed by kcall
 398  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 399  * resets the signal mask, the stack, and the
 400  * frame pointer, it returns to the user
 401  * specified pc, psl.
 402  */
 403 void
 404 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 405 {
 406         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 407         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 408         struct trapframe *regs;
 409         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 410         struct sigframe sf, *sfp;
 411         int oonstack;
 412
 413         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 414         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 415
 416         /* save user context */
 417         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 418         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 419         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 420         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 421         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 422
 423         /* make the size of the saved context visible to userland */
 424         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 425
 426         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 427         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 428                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 429
 430         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 431         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 432             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 433                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 434                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 435                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 436         } else {
 437                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 438         }
 439
 440         /* Translate the signal is appropriate */
 441         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 442                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 443                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 444         }
 445
 446         /* Build the argument list for the signal handler. */
 447         sf.sf_signum = sig;
 448         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 449         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 450                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 451                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 452                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 453
 454                 /* fill siginfo structure */
 455                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 456                 sf.sf_si.si_code = code;
 457                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 458         }
 459         else {
 460                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 461                 sf.sf_siginfo = code;
 462                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 463                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 464         }
 465
 466         /*
 467          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 468          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 469          * eflags.
 470          */
 471         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 472                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 473                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 474
 475                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 476                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 477                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 478                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 479
 480                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 481                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 482                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 483                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 484
 485                 /*
 486                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 487                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 488                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 489                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 490                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 491                  */
 492                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 493         }
 494
 495         /*
 496          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 497          */
 498         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 499
 500         /*
 501          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 502          */
 503         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 504                 /*
 505                  * Something is wrong with the stack pointer.
 506                  * ...Kill the process.
 507                  */
 508                 sigexit(lp, SIGILL);
 509         }
 510
 511         regs->tf_esp = (int)sfp;
 512         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 513
 514         /*
 515          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 516          * on function entry
 517          */
 518         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 519
 520         regs->tf_cs = _ucodesel;
 521         regs->tf_ds = _udatasel;
 522         regs->tf_es = _udatasel;
 523
 524         /*
 525          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 526          * the userland program might be using both.
 527          *
 528          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 529          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 530          * return to userland.
 531          */
 532         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 533                 regs->tf_fs = _udatasel;
 534                 regs->tf_gs = _udatasel;
 535         }
 536         regs->tf_ss = _udatasel;
 537 }
 538
 539 /*
 540  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 541  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 542  * issue.
 543  *
 544  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 545  * bad idea?
 546  */
 547 int
 548 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 549 {
 550         frame->tf_cs = _ucodesel;
 551         frame->tf_ds = _udatasel;
 552         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 553 #if 0
 554         frame->tf_fs = _udatasel;
 555         frame->tf_gs = _udatasel;
 556 #endif
 557         frame->tf_ss = _udatasel;
 558         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 559         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 560         return(0);
 561 }
 562
 563 int
 564 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 565 {
 566          struct segment_descriptor *desc;
 567          int i;
 568
 569          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 570                 desc = &tls->tls[i];
 571                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 572                         continue;
 573                 if (desc->sd_def32 == 0)
 574                         return(ENXIO);
 575                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 576                         return(ENXIO);
 577                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 578                         return(ENXIO);
 579                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 580                         return(ENXIO);
 581          }
 582          return(0);
 583 }
 584
 585 /*
 586  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 587  *
 588  * System call to cleanup state after a signal
 589  * has been taken.  Reset signal mask and
 590  * stack state from context left by sendsig (above).
 591  * Return to previous pc and psl as specified by
 592  * context left by sendsig. Check carefully to
 593  * make sure that the user has not modified the
 594  * state to gain improper privileges.
 595  *
 596  * MPSAFE
 597  */
 598 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 599 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 600
 601 int
 602 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 603 {
 604         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 605         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 606         struct trapframe *regs;
 607         ucontext_t uc;
 608         ucontext_t *ucp;
 609         int cs;
 610         int eflags;
 611         int error;
 612
 613         /*
 614          * We have to copy the information into kernel space so userland
 615          * can't modify it while we are sniffing it.
 616          */
 617         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 618         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 619         if (error)
 620                 return (error);
 621         ucp = &uc;
 622         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 623
 624         if (eflags & PSL_VM) {
 625                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 626                 struct vm86_kernel *vm86;
 627
 628                 /*
 629                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 630                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 631                  */
 632                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 633                         return (EINVAL);
 634                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 635                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 636                         return (EINVAL);
 637
 638                 /* go back to user mode if both flags are set */
 639                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 640                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 641
 642                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 643                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 644                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 645                 } else {
 646                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 647                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 648                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 649                 }
 650                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 651                 tf->tf_eflags = eflags;
 652                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 653                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 654                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 655                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 656                 tf->tf_ds = _udatasel;
 657                 tf->tf_es = _udatasel;
 658 #if 0
 659                 tf->tf_fs = _udatasel;
 660                 tf->tf_gs = _udatasel;
 661 #endif
 662         } else {
 663                 /*
 664                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 665                  */
 666                 /*
 667                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 668                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 669                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 670                  * the signal context during signal handling and there is no
 671                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 672                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 673                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 674                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 675                  */
 676                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 677                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 678                         return(EINVAL);
 679                 }
 680
 681                 /*
 682                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 683                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 684                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 685                  */
 686                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 687                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 688                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 689                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 690                         return(EINVAL);
 691                 }
 692                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 693         }
 694
 695         /*
 696          * Restore the FPU state from the frame
 697          */
 698         crit_enter();
 699         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 700
 701         /*
 702          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 703          * semantics against system calls.
 704          */
 705         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX) {
 706                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 707                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 708                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 709         }
 710
 711         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 712                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 713         else
 714                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 715
 716         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 717         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 718         crit_exit();
 719         return(EJUSTRETURN);
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 724  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 725  * already been pushed on the stack.
 726  */
 727 struct upc_frame {
 728         register_t      eax;
 729         register_t      ecx;
 730         register_t      edx;
 731         register_t      flags;
 732         register_t      oldip;
 733 };
 734
 735 void
 736 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 737 {
 738         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 739         struct trapframe *regs;
 740         struct upcall upcall;
 741         struct upc_frame upc_frame;
 742         int     crit_count = 0;
 743
 744         /*
 745          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 746          * context, switch back to the virtual kernel context before
 747          * trying to post the signal.
 748          */
 749         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 750                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 751                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 752         }
 753
 754         /*
 755          * Get the upcall data structure
 756          */
 757         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 758             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 759         ) {
 760                 vu->vu_pending = 0;
 761                 kprintf("bad upcall address\n");
 762                 return;
 763         }
 764
 765         /*
 766          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 767          * section count, mark the data structure as pending and return
 768          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 769          */
 770         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 771                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 772                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 773                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 774                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 775                 }
 776                 return;
 777         }
 778
 779         /*
 780          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 781          *
 782          * Bump our critical section count and set or clear the
 783          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 784          * pending.  The user will be responsible for calling
 785          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 786          */
 787         vu->vu_pending = 0;
 788         upcall.upc_pending = morepending;
 789         ++crit_count;
 790         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 791                 sizeof(upcall.upc_pending));
 792         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 793                 sizeof(int));
 794
 795         /*
 796          * Construct a stack frame and issue the upcall
 797          */
 798         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 799         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 800         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 801         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 802         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 803         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 804         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 805             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 806                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 807         } else {
 808                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 809                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 810                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 811                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 812                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 813         }
 814 }
 815
 816 /*
 817  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 818  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 819  * being overwritten by the syscall return value.
 820  *
 821  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 822  * and the function pointer in %eax.
 823  */
 824 int
 825 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 826 {
 827         struct upc_frame upc_frame;
 828         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 829         struct trapframe *regs;
 830         int error;
 831         struct upcall upcall;
 832         int crit_count;
 833
 834         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 835
 836         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 837         if (error == 0) {
 838             if (vu) {
 839                 /*
 840                  * This jumps us to the next ready context.
 841                  */
 842                 vu->vu_pending = 0;
 843                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 844                 crit_count = 0;
 845                 if (error == 0)
 846                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 847                 ++crit_count;
 848                 if (error == 0)
 849                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 850                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 851                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 852                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 853                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 854                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 855             } else {
 856                 /*
 857                  * This returns us to the originally interrupted code.
 858                  */
 859                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 860                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 861                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 862                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 863                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 864                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 865                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 866                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 867             }
 868         }
 869         if (error == 0)
 870                 error = EJUSTRETURN;
 871         return(error);
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Machine dependent boot() routine
 876  *
 877  * I haven't seen anything to put here yet
 878  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 879  */
 880 void
 881 cpu_boot(int howto)
 882 {
 883 }
 884
 885 /*
 886  * Shutdown the CPU as much as possible
 887  */
 888 void
 889 cpu_halt(void)
 890 {
 891         for (;;)
 892                 __asm__ __volatile("hlt");
 893 }
 894
 895 /*
 896  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 897  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 898  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 899  *
 900  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 901  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 902  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 903  * critical section.
 904  *
 905  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 906  *
 907  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 908  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 909  */
 910 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 911 static int      cpu_idle_hltcnt;
 912 static int      cpu_idle_spincnt;
 913 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
 914 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 915     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 916 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 917     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 918 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 919     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 920 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 921     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 922
 923 static void
 924 cpu_idle_default_hook(void)
 925 {
 926         /*
 927          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 928          * following the sti.
 929          */
 930         __asm __volatile("sti; hlt");
 931 }
 932
 933 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 934 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 935
 936 void
 937 cpu_idle(void)
 938 {
 939         globaldata_t gd = mycpu;
 940         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
 941         int reqflags;
 942         int quick;
 943
 944         crit_exit();
 945         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 946         for (;;) {
 947                 /*
 948                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 949                  */
 950                 lwkt_switch();
 951
 952                 /*
 953                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 954                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 955                  * splz() does the job.
 956                  *
 957                  * cpu_idle_hlt:
 958                  *      0       Never halt, just spin
 959                  *
 960                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 961                  *              This typically eats more power than the
 962                  *              ACPI halt.
 963                  *
 964                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 965                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 966                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 967                  *
 968                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 969                  *              eats the least amount of power but the cpu
 970                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 971                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 972                  *
 973                  *
 974                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 975                  *       section.
 976                  *
 977                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.  Also we
 978                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 979                  *       it overflows.
 980                  */
 981                 ++gd->gd_idle_repeat;
 982                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 983                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 984                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 985                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 986
 987                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 988                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 989                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
 990                         ++cpu_idle_hltcnt;
 991                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 992                         __asm __volatile("cli");
 993                         splz();
 994                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 995                                 if (quick)
 996                                         cpu_idle_default_hook();
 997                                 else
 998                                         cpu_idle_hook();
 999                         }
1000                         __asm __volatile("sti");
1001                         ++cpu_idle_hltcnt;
1002                 } else {
1003                         splz();
1004                         __asm __volatile("sti");
1005                         ++cpu_idle_spincnt;
1006                 }
1007         }
1008 }
1009
1010 #ifdef SMP
1011
1012 /*
1013  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1014  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1015  * we let it spin.
1016  */
1017 void
1018 cpu_spinlock_contested(void)
1019 {
1020         cpu_pause();
1021 }
1022
1023 #endif
1024
1025 /*
1026  * Clear registers on exec
1027  */
1028 void
1029 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1030 {
1031         struct thread *td = curthread;
1032         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1033         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1034         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1035
1036         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1037         user_ldt_free(pcb);
1038
1039         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1040         regs->tf_eip = entry;
1041         regs->tf_esp = stack;
1042         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1043         regs->tf_ss = _udatasel;
1044         regs->tf_ds = _udatasel;
1045         regs->tf_es = _udatasel;
1046         regs->tf_fs = _udatasel;
1047         regs->tf_gs = _udatasel;
1048         regs->tf_cs = _ucodesel;
1049
1050         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1051         regs->tf_ebx = ps_strings;
1052
1053         /*
1054          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1055          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1056          */
1057         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1058                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1059                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1060                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1061                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1062                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1063                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1064                 if (pcb == td->td_pcb) {
1065                         /*
1066                          * Clear the debug registers on the running
1067                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1068                          * the next process we switch to.
1069                          */
1070                         reset_dbregs();
1071                 }
1072                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1073         }
1074
1075         /*
1076          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1077          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1078          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1079          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1080          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1081          */
1082         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1083
1084         /*
1085          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1086          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1087          * in npxdna().
1088          */
1089         crit_enter();
1090         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1091
1092 #if NNPX > 0
1093         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1094         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1095 #endif
1096         crit_exit();
1097
1098         /*
1099          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1100          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1101          * return value to 0.
1102          */
1103 }
1104
1105 void
1106 cpu_setregs(void)
1107 {
1108         unsigned int cr0;
1109
1110         cr0 = rcr0();
1111         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1112         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1113         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1114         load_cr0(cr0);
1115         load_gs(_udatasel);
1116 }
1117
1118 static int
1119 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1120 {
1121         int error;
1122         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1123                 req);
1124         if (!error && req->newptr)
1125                 resettodr();
1126         return (error);
1127 }
1128
1129 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1130         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1131
1132 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1133         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1134
1135 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1136         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1137
1138 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1139         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1140
1141 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1142 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1143         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1144
1145 /*
1146  * Initialize 386 and configure to run kernel
1147  */
1148
1149 /*
1150  * Initialize segments & interrupt table
1151  */
1152
1153 int _default_ldt;
1154 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1155 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1156 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1157 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1158
1159 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1160 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1161
1162 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1163 extern int has_f00f_bug;
1164 #endif
1165
1166 static struct i386tss dblfault_tss;
1167 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1168
1169 extern  struct user *proc0paddr;
1170
1171
1172 /* software prototypes -- in more palatable form */
1173 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1174 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1175 {       0x0,                    /* segment base address  */
1176         0x0,                    /* length */
1177         0,                      /* segment type */
1178         0,                      /* segment descriptor priority level */
1179         0,                      /* segment descriptor present */
1180         0, 0,
1181         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1182         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1183 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1184 {       0x0,                    /* segment base address  */
1185         0xfffff,                /* length - all address space */
1186         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1187         0,                      /* segment descriptor priority level */
1188         1,                      /* segment descriptor present */
1189         0, 0,
1190         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1191         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1192 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1193 {       0x0,                    /* segment base address  */
1194         0xfffff,                /* length - all address space */
1195         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1196         0,                      /* segment descriptor priority level */
1197         1,                      /* segment descriptor present */
1198         0, 0,
1199         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1200         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1201 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1202 {       0x0,                    /* segment base address  */
1203         0xfffff,                /* length - all address space */
1204         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1205         0,                      /* segment descriptor priority level */
1206         1,                      /* segment descriptor present */
1207         0, 0,
1208         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1209         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1210 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1211 {
1212         0x0,                    /* segment base address */
1213         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1214         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1215         0,                      /* segment descriptor priority level */
1216         1,                      /* segment descriptor present */
1217         0, 0,
1218         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1219         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1220 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1221 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1222         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1223         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1224         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1225         1,                      /* segment descriptor present */
1226         0, 0,
1227         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1228         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1229 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1230 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1231         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1232         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1233         0,                      /* segment descriptor priority level */
1234         1,                      /* segment descriptor present */
1235         0, 0,
1236         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1237         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1238 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1239 {       0x0,                    /* segment base address  */
1240         0x0,                    /* length - all address space */
1241         0,                      /* segment type */
1242         0,                      /* segment descriptor priority level */
1243         0,                      /* segment descriptor present */
1244         0, 0,
1245         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1246         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1247 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1248 {       0x400,                  /* segment base address */
1249         0xfffff,                /* length */
1250         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1251         0,                      /* segment descriptor priority level */
1252         1,                      /* segment descriptor present */
1253         0, 0,
1254         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1255         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1256 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1257 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1258         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1259         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1260         0,                      /* segment descriptor priority level */
1261         1,                      /* segment descriptor present */
1262         0, 0,
1263         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1264         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1265 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1266 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1267         0xfffff,                /* length */
1268         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1269         0,                      /* segment descriptor priority level */
1270         1,                      /* segment descriptor present */
1271         0, 0,
1272         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1273         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1274 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1275 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1276         0xfffff,                /* length */
1277         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1278         0,                      /* segment descriptor priority level */
1279         1,                      /* segment descriptor present */
1280         0, 0,
1281         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1282         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1283 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1284 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1285         0xfffff,                /* length */
1286         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1287         0,                      /* segment descriptor priority level */
1288         1,                      /* segment descriptor present */
1289         0, 0,
1290         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1291         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1292 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1293 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1294         0xfffff,                /* length */
1295         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1296         0,                      /* segment descriptor priority level */
1297         1,                      /* segment descriptor present */
1298         0, 0,
1299         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1300         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1301 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1302 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1303         0xfffff,                /* length */
1304         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1305         0,                      /* segment descriptor priority level */
1306         1,                      /* segment descriptor present */
1307         0, 0,
1308         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1309         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1310 /* GTLS_START 15 TLS */
1311 {       0x0,                    /* segment base address  */
1312         0x0,                    /* length */
1313         0,                      /* segment type */
1314         0,                      /* segment descriptor priority level */
1315         0,                      /* segment descriptor present */
1316         0, 0,
1317         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1318         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1319 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1320 {       0x0,                    /* segment base address  */
1321         0x0,                    /* length */
1322         0,                      /* segment type */
1323         0,                      /* segment descriptor priority level */
1324         0,                      /* segment descriptor present */
1325         0, 0,
1326         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1327         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1328 /* GTLS_END 17 TLS */
1329 {       0x0,                    /* segment base address  */
1330         0x0,                    /* length */
1331         0,                      /* segment type */
1332         0,                      /* segment descriptor priority level */
1333         0,                      /* segment descriptor present */
1334         0, 0,
1335         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1336         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1337 /* GNDIS_SEL    18 NDIS Descriptor */
1338 {       0x0,                    /* segment base address  */
1339         0x0,                    /* length */
1340         0,                      /* segment type */
1341         0,                      /* segment descriptor priority level */
1342         0,                      /* segment descriptor present */
1343         0, 0,
1344         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1345         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1346 };
1347
1348 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1349         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1350 {       0x0,                    /* segment base address  */
1351         0x0,                    /* length - all address space */
1352         0,                      /* segment type */
1353         0,                      /* segment descriptor priority level */
1354         0,                      /* segment descriptor present */
1355         0, 0,
1356         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1357         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1358         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1359 {       0x0,                    /* segment base address  */
1360         0x0,                    /* length - all address space */
1361         0,                      /* segment type */
1362         0,                      /* segment descriptor priority level */
1363         0,                      /* segment descriptor present */
1364         0, 0,
1365         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1366         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1367         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1368 {       0x0,                    /* segment base address  */
1369         0x0,                    /* length - all address space */
1370         0,                      /* segment type */
1371         0,                      /* segment descriptor priority level */
1372         0,                      /* segment descriptor present */
1373         0, 0,
1374         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1375         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1376         /* Code Descriptor for user */
1377 {       0x0,                    /* segment base address  */
1378         0xfffff,                /* length - all address space */
1379         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1380         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1381         1,                      /* segment descriptor present */
1382         0, 0,
1383         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1384         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1385         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1386 {       0x0,                    /* segment base address  */
1387         0x0,                    /* length - all address space */
1388         0,                      /* segment type */
1389         0,                      /* segment descriptor priority level */
1390         0,                      /* segment descriptor present */
1391         0, 0,
1392         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1393         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1394         /* Data Descriptor for user */
1395 {       0x0,                    /* segment base address  */
1396         0xfffff,                /* length - all address space */
1397         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1398         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1399         1,                      /* segment descriptor present */
1400         0, 0,
1401         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1402         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1403 };
1404
1405 void
1406 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1407 {
1408         struct gate_descriptor *ip;
1409
1410         ip = idt + idx;
1411         ip->gd_looffset = (int)func;
1412         ip->gd_selector = selec;
1413         ip->gd_stkcpy = 0;
1414         ip->gd_xx = 0;
1415         ip->gd_type = typ;
1416         ip->gd_dpl = dpl;
1417         ip->gd_p = 1;
1418         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1419 }
1420
1421 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1422
1423 extern inthand_t
1424         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1425         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1426         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1427         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1428         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1429         IDTVEC(rsvd0);
1430 extern inthand_t
1431         IDTVEC(int0x80_syscall);
1432
1433 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1434 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1435 #endif
1436
1437 void
1438 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1439 {
1440         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1441         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1442         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1443         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1444         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1445         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1446         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1451  * available physical memory in the system, then test this memory and
1452  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1453  *
1454  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1455  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1456  *
1457  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1458  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1459  */
1460 static void
1461 getmemsize(int first)
1462 {
1463         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1464         int hasbrokenint12;
1465         u_int basemem, extmem;
1466         struct vm86frame vmf;
1467         struct vm86context vmc;
1468         vm_offset_t pa;
1469         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1470         pt_entry_t *pte;
1471         quad_t maxmem;
1472         struct {
1473                 u_int64_t base;
1474                 u_int64_t length;
1475                 u_int32_t type;
1476         } *smap;
1477         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1478
1479         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1480         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1481         basemem = 0;
1482
1483         /*
1484          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1485          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1486          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1487          */
1488         hasbrokenint12 = 0;
1489         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1490         if (hasbrokenint12) {
1491                 goto int15e820;
1492         }
1493
1494         /*
1495          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1496          * value give the bios some scribble space just in case.
1497          */
1498         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1499         basemem = vmf.vmf_ax;
1500         if (basemem > 640) {
1501                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1502                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1503                 basemem = 636;
1504         }
1505
1506         /*
1507          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1508          * between the end of base memory and the start of
1509          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1510          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1511          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1512          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1513          * to begin with and then parts of it are remapped.
1514          * The parts that aren't remapped form holes that
1515          * remain read-only and are unused by the kernel.
1516          * The base memory area is below the physical end of
1517          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1518          * The part of it from PAGE_SIZE to
1519          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1520          * remapped and used by the kernel later.)
1521          *
1522          * This code is similar to the code used in
1523          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1524          * allocated we simply change the mapping.
1525          */
1526         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1527              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1528                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1529                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1530         }
1531
1532         /*
1533          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1534          * that the bios can scribble on it.
1535          */
1536         pte = vm86paddr;
1537         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1538                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1539
1540 int15e820:
1541         /*
1542          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1543          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1544          */
1545         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1546         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1547
1548         /*
1549          * get memory map with INT 15:E820
1550          */
1551 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1552 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1553
1554         vmc.npages = 0;
1555         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1556         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1557
1558         physmap_idx = 0;
1559         vmf.vmf_ebx = 0;
1560         do {
1561                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1562                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1563                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1564                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1565                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1566                         break;
1567                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1568                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1569                                 smap->type,
1570                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1571                                 (u_int32_t)smap->base,
1572                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1573                                 (u_int32_t)smap->length);
1574
1575                 if (smap->type != 0x01)
1576                         goto next_run;
1577
1578                 if (smap->length == 0)
1579                         goto next_run;
1580
1581                 Realmem += smap->length;
1582
1583                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1584                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1585                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1586                         goto next_run;
1587                 }
1588
1589                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1590                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1591                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1592                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1593                                                 "memory region, ignoring "
1594                                                 "second region\n");
1595                                 }
1596                                 Realmem -= smap->length;
1597                                 goto next_run;
1598                         }
1599                 }
1600
1601                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1602                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1603                         goto next_run;
1604                 }
1605
1606                 physmap_idx += 2;
1607                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1608                         kprintf("Too many segments in the physical "
1609                                 "address map, giving up\n");
1610                         break;
1611                 }
1612                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1613                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1614 next_run:
1615                 ; /* fix GCC3.x warning */
1616         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1617
1618         /*
1619          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1620          */
1621         if (basemem == 0) {
1622                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1623                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1624                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1625                                 break;
1626                         }
1627                 }
1628
1629                 if (basemem == 0) {
1630                         basemem = 640;
1631                 }
1632
1633                 if (basemem > 640) {
1634                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1635                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1636                         basemem = 640;
1637                 }
1638
1639                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1640                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1641                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1642                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1643                 }
1644
1645                 pte = vm86paddr;
1646                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1647                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1648         }
1649
1650         if (physmap[1] != 0)
1651                 goto physmap_done;
1652
1653         /*
1654          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1655          */
1656         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1657         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1658                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1659         } else {
1660 #if 0
1661                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1662                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1663                 extmem = vmf.vmf_ax;
1664 #else
1665                 /*
1666                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1667                  */
1668                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1669 #endif
1670         }
1671
1672         /*
1673          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1674          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1675          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1676          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1677          * them beyond the limit.
1678          *
1679          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1680          *      chop it to 15MB.
1681          */
1682         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1683                 extmem = 15 * 1024;
1684
1685         physmap[0] = 0;
1686         physmap[1] = basemem * 1024;
1687         physmap_idx = 2;
1688         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1689         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1690
1691 physmap_done:
1692         /*
1693          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1694          */
1695
1696         base_memory = physmap[1];
1697 #ifdef SMP
1698         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1699         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1700 #endif
1701
1702         /* Save EBDA address, if any */
1703         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1704         ebda_addr <<= 4;
1705
1706         /*
1707          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1708          * highest page of the physical address space.  It should be
1709          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1710          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1711          */
1712         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1713
1714 #ifdef MAXMEM
1715         Maxmem = MAXMEM / 4;
1716 #endif
1717
1718         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1719                 Maxmem = atop(maxmem);
1720
1721         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1722             (boothowto & RB_VERBOSE))
1723                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1724
1725         /*
1726          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1727          * extend the last memory segment to the new limit.
1728          */
1729         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1730                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1731
1732         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1733         pmap_bootstrap(first, 0);
1734
1735         /*
1736          * Size up each available chunk of physical memory.
1737          */
1738         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1739         pa_indx = 0;
1740         da_indx = 1;
1741         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1742         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1743         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1744
1745         pte = CMAP1;
1746
1747         /*
1748          * Get dcons buffer address
1749          */
1750         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1751             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1752                 dcons_addr = 0;
1753
1754         /*
1755          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1756          * round up the start address and round down the end address.
1757          */
1758         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1759                 vm_offset_t end;
1760
1761                 end = ptoa(Maxmem);
1762                 if (physmap[i + 1] < end)
1763                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1764                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1765                         int tmp, page_bad, full;
1766 #if 0
1767                         int *ptr = 0;
1768 #else
1769                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1770 #endif
1771                         full = FALSE;
1772
1773                         /*
1774                          * block out kernel memory as not available.
1775                          */
1776                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1777                                 goto do_dump_avail;
1778
1779                         /*
1780                          * block out dcons buffer
1781                          */
1782                         if (dcons_addr > 0
1783                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1784                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1785                                 goto do_dump_avail;
1786
1787                         page_bad = FALSE;
1788
1789                         /*
1790                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1791                          */
1792                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1793                         cpu_invltlb();
1794
1795                         tmp = *(int *)ptr;
1796                         /*
1797                          * Test for alternating 1's and 0's
1798                          */
1799                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1800                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1801                                 page_bad = TRUE;
1802                         }
1803                         /*
1804                          * Test for alternating 0's and 1's
1805                          */
1806                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1807                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1808                         page_bad = TRUE;
1809                         }
1810                         /*
1811                          * Test for all 1's
1812                          */
1813                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1814                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1815                                 page_bad = TRUE;
1816                         }
1817                         /*
1818                          * Test for all 0's
1819                          */
1820                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1821                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1822                                 page_bad = TRUE;
1823                         }
1824                         /*
1825                          * Restore original value.
1826                          */
1827                         *(int *)ptr = tmp;
1828
1829                         /*
1830                          * Adjust array of valid/good pages.
1831                          */
1832                         if (page_bad == TRUE) {
1833                                 continue;
1834                         }
1835                         /*
1836                          * If this good page is a continuation of the
1837                          * previous set of good pages, then just increase
1838                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1839                          * Note that "end" points one higher than end,
1840                          * making the range >= start and < end.
1841                          * If we're also doing a speculative memory
1842                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1843                          * so that we keep going. The first bad page
1844                          * will terminate the loop.
1845                          */
1846                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1847                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1848                         } else {
1849                                 pa_indx++;
1850                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1851                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1852                                         pa_indx--;
1853                                         full = TRUE;
1854                                         goto do_dump_avail;
1855                                 }
1856                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1857                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1858                         }
1859                         physmem++;
1860 do_dump_avail:
1861                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1862                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1863                         } else {
1864                                 da_indx++;
1865                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1866                                         da_indx--;
1867                                         goto do_next;
1868                                 }
1869                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1870                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1871                         }
1872 do_next:
1873                         if (full)
1874                                 break;
1875
1876                 }
1877         }
1878         *pte = 0;
1879         cpu_invltlb();
1880
1881         /*
1882          * XXX
1883          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1884          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1885          * calculation, etc.).
1886          */
1887         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1888             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1889                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1890                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1891                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1892         }
1893
1894         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1895
1896         /* Trim off space for the message buffer. */
1897         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1898
1899         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1900 }
1901
1902 struct machintr_abi MachIntrABI;
1903
1904 /*
1905  * IDT VECTORS:
1906  *      0       Divide by zero
1907  *      1       Debug
1908  *      2       NMI
1909  *      3       BreakPoint
1910  *      4       OverFlow
1911  *      5       Bound-Range
1912  *      6       Invalid OpCode
1913  *      7       Device Not Available (x87)
1914  *      8       Double-Fault
1915  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1916  *      10      Invalid-TSS
1917  *      11      Segment not present
1918  *      12      Stack
1919  *      13      General Protection
1920  *      14      Page Fault
1921  *      15      Reserved
1922  *      16      x87 FP Exception pending
1923  *      17      Alignment Check
1924  *      18      Machine Check
1925  *      19      SIMD floating point
1926  *      20-31   reserved
1927  *      32-255  INTn/external sources
1928  */
1929 void
1930 init386(int first)
1931 {
1932         struct gate_descriptor *gdp;
1933         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1934         struct mdglobaldata *gd;
1935
1936         /*
1937          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1938          */
1939         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1940         bzero(gd, sizeof(*gd));
1941
1942         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1943         thread0.td_gd = &gd->mi;
1944
1945         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1946
1947         metadata_missing = 0;
1948         if (bootinfo.bi_modulep) {
1949                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1950                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1951         } else {
1952                 metadata_missing = 1;
1953         }
1954         if (bootinfo.bi_envp)
1955                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1956
1957         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1958                 bootverbose++;
1959
1960         /*
1961          * Default MachIntrABI to ICU
1962          */
1963         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1964
1965         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1966         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1967         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1968
1969         /*
1970          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1971          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1972          */
1973         ncpus = 1;
1974         ncpus2 = 1;
1975         ncpus_fit = 1;
1976         /* Init basic tunables, hz etc */
1977         init_param1();
1978
1979         /*
1980          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1981          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1982          * the address space
1983          */
1984         /*
1985          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1986          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1987          */
1988         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1989         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1990
1991         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1992                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1993         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1994         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1995                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1996
1997         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1998
1999         /*
2000          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2001          * early in the boot sequence because the system assumes
2002          * that 'curthread' is never NULL.
2003          */
2004
2005         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2006 #ifdef BDE_DEBUGGER
2007                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
2008                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
2009                         continue;
2010 #endif
2011                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
2012         }
2013
2014         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2015         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
2016         lgdt(&r_gdt);
2017
2018         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2019         cpu_gdinit(gd, 0);
2020         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2021         safepri = TDPRI_MAX;
2022
2023         /* make ldt memory segments */
2024         /*
2025          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
2026          * should be spelled ...MAX_USER...
2027          */
2028         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2029         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2030         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
2031                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2032
2033         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2034         lldt(_default_ldt);
2035         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
2036         /* spinlocks and the BGL */
2037         init_locks();
2038
2039         /*
2040          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
2041          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
2042          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
2043          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
2044          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
2045          * determine the fault address.
2046          */
2047         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2048 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
2049                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2050 #else
2051                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2052 #endif
2053         }
2054         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2055         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2056         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2057         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2058         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2059         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2060         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2061         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2062         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2063         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2064         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2065         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2066         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2067         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2068         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2069         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2070         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2071         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2072         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2073         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2074         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2075                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2076
2077         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2078         r_idt.rd_base = (int) idt;
2079         lidt(&r_idt);
2080
2081         /*
2082          * Initialize the console before we print anything out.
2083          */
2084         cninit();
2085
2086         if (metadata_missing)
2087                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2088
2089 #if     NISA >0
2090         elcr_probe();
2091         isa_defaultirq();
2092 #endif
2093         rand_initialize();
2094
2095         /*
2096          * Initialize IRQ mapping
2097          *
2098          * NOTE:
2099          * SHOULD be after elcr_probe()
2100          */
2101         MachIntrABI_ICU.initmap();
2102 #ifdef SMP
2103         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2104 #endif
2105
2106 #ifdef DDB
2107         kdb_init();
2108         if (boothowto & RB_KDB)
2109                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2110 #endif
2111
2112         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2113         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2114         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2115         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2116
2117         /*
2118          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2119          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2120          */
2121         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2122         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2123         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2124         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2125         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2126         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2127         ltr(gsel_tss);
2128
2129         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2130             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2131         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2132             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2133         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2134         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2135         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2136         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2137             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2138         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2139         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2140         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2141
2142         vm86_initialize();
2143         getmemsize(first);
2144         init_param2(physmem);
2145
2146         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2147
2148         /* Map the message buffer. */
2149         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2150                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2151
2152         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2153
2154         /* make a call gate to reenter kernel with */
2155         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2156
2157         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2158         gdp->gd_looffset = x++;
2159         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2160         gdp->gd_stkcpy = 1;
2161         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2162         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2163         gdp->gd_p = 1;
2164         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2165
2166         /* XXX does this work? */
2167         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2168         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2169
2170         /* transfer to user mode */
2171
2172         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2173         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2174
2175         /* setup proc 0's pcb */
2176         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2177         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2178         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2179         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2184  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2185  * data space were allocated in locore.
2186  *
2187  * Note: the idlethread's cpl is 0
2188  *
2189  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2190  */
2191 void
2192 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2193 {
2194         if (cpu)
2195                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2196
2197         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2198                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2199                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2200                         0, &gd->mi);
2201         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2202         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2203         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2204         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2205 }
2206
2207 int
2208 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2209 {
2210         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2211             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2212                 return (TRUE);
2213         }
2214         return (FALSE);
2215 }
2216
2217 struct globaldata *
2218 globaldata_find(int cpu)
2219 {
2220         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2221         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2222 }
2223
2224 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2225 static void f00f_hack(void *unused);
2226 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2227
2228 static void
2229 f00f_hack(void *unused)
2230 {
2231         struct gate_descriptor *new_idt;
2232         vm_offset_t tmp;
2233
2234         if (!has_f00f_bug)
2235                 return;
2236
2237         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2238
2239         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2240
2241         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2242         if (tmp == 0)
2243                 panic("kmem_alloc returned 0");
2244         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2245                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2246         /* Put the first seven entries in the lower page */
2247         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2248         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2249         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2250         lidt(&r_idt);
2251         idt = new_idt;
2252         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2253                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2254                 panic("vm_map_protect failed");
2255         return;
2256 }
2257 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2258
2259 int
2260 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2261 {
2262         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2263         return (0);
2264 }
2265
2266 int
2267 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2268 {
2269         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2270         return (0);
2271 }
2272
2273 int
2274 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2275 {
2276         struct trapframe *tp;
2277
2278         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2279         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2280         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2281         regs->r_es = tp->tf_es;
2282         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2283         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2284         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2285         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2286         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2287         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2288         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2289         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2290         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2291         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2292         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2293         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2294         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2295         return (0);
2296 }
2297
2298 int
2299 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2300 {
2301         struct trapframe *tp;
2302
2303         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2304         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2305             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2306                 return (EINVAL);
2307         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2308         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2309         tp->tf_es = regs->r_es;
2310         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2311         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2312         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2313         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2314         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2315         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2316         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2317         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2318         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2319         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2320         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2321         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2322         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2323         return (0);
2324 }
2325
2326 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2327 static void
2328 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2329 {
2330         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2331         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2332         int i;
2333
2334         /* FPU control/status */
2335         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2336         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2337         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2338         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2339         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2340         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2341         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2342         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2343
2344         /* FPU registers */
2345         for (i = 0; i < 8; ++i)
2346                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2347 }
2348
2349 static void
2350 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2351 {
2352         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2353         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2354         int i;
2355
2356         /* FPU control/status */
2357         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2358         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2359         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2360         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2361         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2362         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2363         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2364         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2365
2366         /* FPU registers */
2367         for (i = 0; i < 8; ++i)
2368                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2369 }
2370 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2371
2372 int
2373 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2374 {
2375 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2376         if (cpu_fxsr) {
2377                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2378                                 (struct save87 *)fpregs);
2379                 return (0);
2380         }
2381 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2382         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2383         return (0);
2384 }
2385
2386 int
2387 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2388 {
2389 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2390         if (cpu_fxsr) {
2391                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2392                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2393                 return (0);
2394         }
2395 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2396         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2397         return (0);
2398 }
2399
2400 int
2401 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2402 {
2403         if (lp == NULL) {
2404                 dbregs->dr0 = rdr0();
2405                 dbregs->dr1 = rdr1();
2406                 dbregs->dr2 = rdr2();
2407                 dbregs->dr3 = rdr3();
2408                 dbregs->dr4 = rdr4();
2409                 dbregs->dr5 = rdr5();
2410                 dbregs->dr6 = rdr6();
2411                 dbregs->dr7 = rdr7();
2412         } else {
2413                 struct pcb *pcb;
2414
2415                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2416                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2417                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2418                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2419                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2420                 dbregs->dr4 = 0;
2421                 dbregs->dr5 = 0;
2422                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2423                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2424         }
2425         return (0);
2426 }
2427
2428 int
2429 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2430 {
2431         if (lp == NULL) {
2432                 load_dr0(dbregs->dr0);
2433                 load_dr1(dbregs->dr1);
2434                 load_dr2(dbregs->dr2);
2435                 load_dr3(dbregs->dr3);
2436                 load_dr4(dbregs->dr4);
2437                 load_dr5(dbregs->dr5);
2438                 load_dr6(dbregs->dr6);
2439                 load_dr7(dbregs->dr7);
2440         } else {
2441                 struct pcb *pcb;
2442                 struct ucred *ucred;
2443                 int i;
2444                 uint32_t mask1, mask2;
2445
2446                 /*
2447                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2448                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2449                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2450                  * TRCTRAP.
2451                  */
2452                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2453                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2454                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2455                                 return (EINVAL);
2456
2457                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2458                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2459
2460                 /*
2461                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2462                  * process's address space.  If a process could do this, it
2463                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2464                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2465                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2466                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2467                  * uid 0.
2468                  *
2469                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2470                  * address space is written into from within the kernel
2471                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2472                  * from within kernel mode?
2473                  */
2474
2475                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2476                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2477                                 /* dr0 is enabled */
2478                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2479                                         return (EINVAL);
2480                         }
2481
2482                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2483                                 /* dr1 is enabled */
2484                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2485                                         return (EINVAL);
2486                         }
2487
2488                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2489                                 /* dr2 is enabled */
2490                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2491                                         return (EINVAL);
2492                         }
2493
2494                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2495                                 /* dr3 is enabled */
2496                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2497                                         return (EINVAL);
2498                         }
2499                 }
2500
2501                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2502                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2503                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2504                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2505                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2506                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2507
2508                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2509         }
2510
2511         return (0);
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2516  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2517  */
2518 int
2519 user_dbreg_trap(void)
2520 {
2521         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2522         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2523         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2524         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2525         int i;
2526
2527         dr7 = rdr7();
2528         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2529                 /*
2530                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2531                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2532                  * hardware debug registers
2533                  */
2534                 return 0;
2535         }
2536
2537         nbp = 0;
2538         dr6 = rdr6();
2539         bp = dr6 & 0x0000000f;
2540
2541         if (!bp) {
2542                 /*
2543                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2544                  * trap was not caused by any of the debug registers
2545                  */
2546                 return 0;
2547         }
2548
2549         /*
2550          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2551          * which ones and if any of them are user space addresses
2552          */
2553
2554         if (bp & 0x01) {
2555                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2556         }
2557         if (bp & 0x02) {
2558                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2559         }
2560         if (bp & 0x04) {
2561                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2562         }
2563         if (bp & 0x08) {
2564                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2565         }
2566
2567         for (i=0; i<nbp; i++) {
2568                 if (addr[i] <
2569                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2570                         /*
2571                          * addr[i] is in user space
2572                          */
2573                         return nbp;
2574                 }
2575         }
2576
2577         /*
2578          * None of the breakpoints are in user space.
2579          */
2580         return 0;
2581 }
2582
2583
2584 #ifndef DDB
2585 void
2586 Debugger(const char *msg)
2587 {
2588         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2589 }
2590 #endif /* no DDB */
2591
2592 #ifdef DDB
2593
2594 /*
2595  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2596  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2597  * called inside DDB.
2598  *
2599  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2600  */
2601
2602 #undef inb
2603 #undef outb
2604
2605 /* silence compiler warnings */
2606 u_char inb(u_int);
2607 void outb(u_int, u_char);
2608
2609 u_char
2610 inb(u_int port)
2611 {
2612         u_char  data;
2613         /*
2614          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2615          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2616          * if we tell it to load (u_short) port.
2617          */
2618         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2619         return (data);
2620 }
2621
2622 void
2623 outb(u_int port, u_char data)
2624 {
2625         u_char  al;
2626         /*
2627          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2628          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2629          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2630          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2631          */
2632         al = data;
2633         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2634 }
2635
2636 #endif /* DDB */
2637
2638
2639
2640 #include "opt_cpu.h"
2641
2642
2643 /*
2644  * initialize all the SMP locks
2645  */
2646
2647 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2648 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2649
2650 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2651 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2652
2653 /* critical region around INTR() routines */
2654 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2655
2656 /* lock region used by kernel profiling */
2657 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2658
2659 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2660 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2661
2662 /* lock regions around the clock hardware */
2663 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2664
2665 /* lock around the MP rendezvous */
2666 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2667
2668 static void
2669 init_locks(void)
2670 {
2671 #ifdef SMP
2672         /*
2673          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2674          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2675          */
2676         cpu_get_initial_mplock();
2677 #endif
2678         /* DEPRECATED */
2679         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2680         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2681         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2682         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2683         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2684         spin_lock_init(&com_spinlock);
2685         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2686
2687         /* our token pool needs to work early */
2688         lwkt_token_pool_init();
2689 }