sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_swap.h"
  53
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/sysproto.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/kernel.h>
  59 #include <sys/linker.h>
  60 #include <sys/malloc.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/priv.h>
  63 #include <sys/buf.h>
  64 #include <sys/reboot.h>
  65 #include <sys/mbuf.h>
  66 #include <sys/msgbuf.h>
  67 #include <sys/sysent.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69 #include <sys/vmmeter.h>
  70 #include <sys/bus.h>
  71 #include <sys/usched.h>
  72 #include <sys/reg.h>
  73
  74 #include <vm/vm.h>
  75 #include <vm/vm_param.h>
  76 #include <sys/lock.h>
  77 #include <vm/vm_kern.h>
  78 #include <vm/vm_object.h>
  79 #include <vm/vm_page.h>
  80 #include <vm/vm_map.h>
  81 #include <vm/vm_pager.h>
  82 #include <vm/vm_extern.h>
  83
  84 #include <sys/thread2.h>
  85 #include <sys/mplock2.h>
  86 #include <sys/mutex2.h>
  87
  88 #include <sys/user.h>
  89 #include <sys/exec.h>
  90 #include <sys/cons.h>
  91
  92 #include <ddb/ddb.h>
  93
  94 #include <machine/cpu.h>
  95 #include <machine/clock.h>
  96 #include <machine/specialreg.h>
  97 #if JG
  98 #include <machine/bootinfo.h>
  99 #endif
 100 #include <machine/md_var.h>
 101 #include <machine/metadata.h>
 102 #include <machine/pc/bios.h>
 103 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 104 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 105 #include <machine/smp.h>
 106 #ifdef PERFMON
 107 #include <machine/perfmon.h>
 108 #endif
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111
 112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 113 #include <bus/isa/isa_device.h>
 114 #endif
 115 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 116 #include <bus/isa/rtc.h>
 117 #include <sys/random.h>
 118 #include <sys/ptrace.h>
 119 #include <machine/sigframe.h>
 120
 121 #include <sys/machintr.h>
 122 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 123 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 124 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 125 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 126 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 127 #include <machine/mptable.h>
 128
 129 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 130
 131 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 132
 133 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 134 extern void identify_cpu(void);
 135 #if JG
 136 extern void finishidentcpu(void);
 137 #endif
 138 extern void panicifcpuunsupported(void);
 139
 140 static void cpu_startup(void *);
 141 static void pic_finish(void *);
 142 static void cpu_finish(void *);
 143
 144 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 147 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 148 #ifdef DIRECTIO
 149 extern void ffs_rawread_setup(void);
 150 #endif /* DIRECTIO */
 151 static void init_locks(void);
 152
 153 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 154 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
 155 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
 156
 157 #ifdef DDB
 158 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 159 #endif
 160
 161 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
 162
 163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 164 u_long  atdevbase;
 165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 166 int cpu_mwait_halt;
 167
 168 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 169 extern int swtch_optim_stats;
 170 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 171         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 172 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 173         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 174 #endif
 175 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 176         CTLFLAG_RW, &cpu_mwait_halt, 0, "");
 177
 178 long physmem = 0;
 179
 180 u_long ebda_addr = 0;
 181
 182 int imcr_present = 0;
 183
 184 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 185
 186 u_int base_memory;
 187 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 188
 189 static int
 190 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 191 {
 192         u_long pmem = ctob(physmem);
 193
 194         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 195         return (error);
 196 }
 197
 198 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 199         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 200
 201 static int
 202 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 203 {
 204         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 205                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 206         return (error);
 207 }
 208
 209 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 210         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 211
 212 static int
 213 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 214 {
 215         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 216                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 217         return (error);
 218 }
 219
 220 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 221         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 222
 223 vm_paddr_t Maxmem;
 224 vm_paddr_t Realmem;
 225
 226 /*
 227  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 228  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 229  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 230  * PHYSSEG entries.
 231  */
 232 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 233
 234 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 235 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 236
 237 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 238 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 239 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 240
 241 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 242 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 243 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 244 static struct trapframe proc0_tf;
 245
 246 static void
 247 cpu_startup(void *dummy)
 248 {
 249         caddr_t v;
 250         vm_size_t size = 0;
 251         vm_offset_t firstaddr;
 252
 253         /*
 254          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 255          */
 256         kprintf("%s", version);
 257         startrtclock();
 258         printcpuinfo();
 259         panicifcpuunsupported();
 260 #ifdef PERFMON
 261         perfmon_init();
 262 #endif
 263         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 264                 (intmax_t)Realmem,
 265                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 266         /*
 267          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 268          */
 269         if (bootverbose) {
 270                 int indx;
 271
 272                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 273                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 274                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 275
 276                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 277                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 278                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 279                                 (intmax_t)size1,
 280                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 281                 }
 282         }
 283
 284         /*
 285          * Allocate space for system data structures.
 286          * The first available kernel virtual address is in "v".
 287          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 288          * As pages of memory are allocated and cleared,
 289          * "firstaddr" is incremented.
 290          * An index into the kernel page table corresponding to the
 291          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 292          */
 293
 294         /*
 295          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 296          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 297          * addresses to the various data structures.
 298          */
 299         firstaddr = 0;
 300 again:
 301         v = (caddr_t)firstaddr;
 302
 303 #define valloc(name, type, num) \
 304             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 305 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 306             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 307
 308         /*
 309          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 310          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 311          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 312          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 313          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 314          * maxbcache bytes.
 315          *
 316          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 317          */
 318         if (nbuf == 0) {
 319                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 320                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 321
 322                 nbuf = 50;
 323                 if (kbytes > 4096)
 324                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 325                 if (kbytes > 65536)
 326                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 327                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 328                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 329         }
 330
 331         /*
 332          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 333          * kernel_map.
 334          */
 335         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 336                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 337                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 338                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 339                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 340         }
 341
 342         /*
 343          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 344          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 345          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 346          * can prevent the system from paging properly.
 347          */
 348         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 349                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 350                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 351         }
 352
 353         /*
 354          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 355          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 356          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 357          */
 358         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 359                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 360                        sizeof(struct buf) / 2;
 361                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 362                         "considerations", nbuf);
 363         }
 364
 365         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 366 #ifdef NSWBUF_MIN
 367         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 368                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 369 #endif
 370 #ifdef DIRECTIO
 371         ffs_rawread_setup();
 372 #endif
 373
 374         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 375         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 376
 377         /*
 378          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 379          */
 380         if (firstaddr == 0) {
 381                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 382                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 383                 if (firstaddr == 0)
 384                         panic("startup: no room for tables");
 385                 goto again;
 386         }
 387
 388         /*
 389          * End of second pass, addresses have been assigned
 390          *
 391          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 392          *
 393          * On 64-bit systems fragmentation can create serious performance
 394          * loss due to the large number of buffers the system is likely
 395          * going to maintain.  The easiest solution is to create a KVA
 396          * section that is twice as big as the nominal buffer cache size,
 397          * hence the multiplication by 2 below.
 398          */
 399         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 400                 panic("startup: table size inconsistency");
 401
 402         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 403                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE * 2) +
 404                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 405         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 406                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE * 2));
 407         buffer_map.system_map = 1;
 408         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 409                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 410         pager_map.system_map = 1;
 411
 412 #if defined(USERCONFIG)
 413         userconfig();
 414         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 415 #endif
 416
 417         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 418                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 419                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 420                 1024 / 1024);
 421
 422         /*
 423          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 424          */
 425         bufinit();
 426         vm_pager_bufferinit();
 427 }
 428
 429 static void
 430 cpu_finish(void *dummy __unused)
 431 {
 432         cpu_setregs();
 433 }
 434
 435 static void
 436 pic_finish(void *dummy __unused)
 437 {
 438         /* Log ELCR information */
 439         elcr_dump();
 440
 441         /* Log MPTABLE information */
 442         mptable_pci_int_dump();
 443
 444         /* Finalize PCI */
 445         MachIntrABI.finalize();
 446 }
 447
 448 /*
 449  * Send an interrupt to process.
 450  *
 451  * Stack is set up to allow sigcode stored
 452  * at top to call routine, followed by kcall
 453  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 454  * resets the signal mask, the stack, and the
 455  * frame pointer, it returns to the user
 456  * specified pc, psl.
 457  */
 458 void
 459 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 460 {
 461         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 462         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 463         struct trapframe *regs;
 464         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 465         struct sigframe sf, *sfp;
 466         int oonstack;
 467         char *sp;
 468
 469         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 470         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 471
 472         /* Save user context */
 473         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 474         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 475         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 476         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 477         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 478         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 479
 480         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 481         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 482
 483         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 484         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 485             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 486                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 487                               sizeof(struct sigframe));
 488                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 489         } else {
 490                 /* We take red zone into account */
 491                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 492         }
 493
 494         /*
 495          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 496          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 497          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 498          * kernel is ok.
 499          *
 500          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 501          * context directly.
 502          */
 503         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 504
 505         /* Translate the signal is appropriate */
 506         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 507                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 508                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 509         }
 510
 511         /*
 512          * Build the argument list for the signal handler.
 513          *
 514          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 515          */
 516         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 517         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 518
 519         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 520                 /*
 521                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 522                  *
 523                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 524                  */
 525                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 526                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 527                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 528
 529                 /* fill siginfo structure */
 530                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 531                 sf.sf_si.si_code = code;
 532                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 533         } else {
 534                 /*
 535                  * Old FreeBSD-style arguments.
 536                  *
 537                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 538                  */
 539                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 540                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 541                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 542         }
 543
 544         /*
 545          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 546          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 547          * eflags.
 548          */
 549 #if JG
 550         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 551                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 552                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 553
 554                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 555                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 556                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 557                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 558
 559                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 560                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 561                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 562                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 563
 564                 /*
 565                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 566                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 567                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 568                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 569                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 570                  */
 571                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 572         }
 573 #endif
 574
 575         /*
 576          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 577          */
 578         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 579
 580         /*
 581          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 582          */
 583         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 584                 /*
 585                  * Something is wrong with the stack pointer.
 586                  * ...Kill the process.
 587                  */
 588                 sigexit(lp, SIGILL);
 589         }
 590
 591         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 592         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 593
 594         /*
 595          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 596          * on function entry
 597          */
 598         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 599
 600         /*
 601          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 602          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 603          * stored in-context.
 604          */
 605         regs->tf_cs = _ucodesel;
 606         regs->tf_ss = _udatasel;
 607         clear_quickret();
 608 }
 609
 610 /*
 611  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 612  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 613  * issue.
 614  *
 615  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 616  * bad idea?
 617  */
 618 int
 619 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 620 {
 621         frame->tf_cs = _ucodesel;
 622         frame->tf_ss = _udatasel;
 623         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 624         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 625         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 626
 627         return(0);
 628 }
 629
 630 /*
 631  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 632  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 633  */
 634 int
 635 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 636 {
 637         return(0);
 638 }
 639
 640 /*
 641  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 642  *
 643  * System call to cleanup state after a signal
 644  * has been taken.  Reset signal mask and
 645  * stack state from context left by sendsig (above).
 646  * Return to previous pc and psl as specified by
 647  * context left by sendsig. Check carefully to
 648  * make sure that the user has not modified the
 649  * state to gain improper privileges.
 650  *
 651  * MPSAFE
 652  */
 653 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 654 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 655
 656 int
 657 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 658 {
 659         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 660         struct trapframe *regs;
 661         ucontext_t uc;
 662         ucontext_t *ucp;
 663         register_t rflags;
 664         int cs;
 665         int error;
 666
 667         /*
 668          * We have to copy the information into kernel space so userland
 669          * can't modify it while we are sniffing it.
 670          */
 671         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 672         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 673         if (error)
 674                 return (error);
 675         ucp = &uc;
 676         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 677
 678         /* VM (8086) mode not supported */
 679         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 680
 681 #if JG
 682         if (eflags & PSL_VM) {
 683                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 684                 struct vm86_kernel *vm86;
 685
 686                 /*
 687                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 688                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 689                  */
 690                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 691                         return (EINVAL);
 692                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 693                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 694                         return (EINVAL);
 695
 696                 /* go back to user mode if both flags are set */
 697                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 698                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 699
 700                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 701                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 702                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 703                 } else {
 704                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 705                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 706                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 707                 }
 708                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 709                 tf->tf_eflags = eflags;
 710                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 711                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 712                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 713                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 714                 tf->tf_ds = _udatasel;
 715                 tf->tf_es = _udatasel;
 716                 tf->tf_fs = _udatasel;
 717                 tf->tf_gs = _udatasel;
 718         } else
 719 #endif
 720         {
 721                 /*
 722                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 723                  */
 724                 /*
 725                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 726                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 727                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 728                  * the signal context during signal handling and there is no
 729                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 730                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 731                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 732                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 733                  */
 734                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 735                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 736                         return(EINVAL);
 737                 }
 738
 739                 /*
 740                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 741                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 742                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 743                  */
 744                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 745                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 746                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 747                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 748                         return(EINVAL);
 749                 }
 750                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 751         }
 752
 753         /*
 754          * Restore the FPU state from the frame
 755          */
 756         crit_enter();
 757         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 758
 759         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 760                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 761         else
 762                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 763
 764         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 765         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 766         clear_quickret();
 767         crit_exit();
 768         return(EJUSTRETURN);
 769 }
 770
 771 /*
 772  * Machine dependent boot() routine
 773  *
 774  * I haven't seen anything to put here yet
 775  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 776  */
 777 void
 778 cpu_boot(int howto)
 779 {
 780 }
 781
 782 /*
 783  * Shutdown the CPU as much as possible
 784  */
 785 void
 786 cpu_halt(void)
 787 {
 788         for (;;)
 789                 __asm__ __volatile("hlt");
 790 }
 791
 792 /*
 793  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 794  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 795  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 796  *
 797  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 798  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 799  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 800  * critical section.
 801  *
 802  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 803  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
 804  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
 805  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 806  *
 807  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 808  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 809  *
 810  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
 811  *       must occur before it starts using ACPI halt.
 812  */
 813 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 814 static int      cpu_idle_hltcnt;
 815 static int      cpu_idle_spincnt;
 816 static u_int    cpu_idle_repeat = 750;
 817 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 818     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 819 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 820     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 821 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 822     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 823 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 824     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 825
 826 static void
 827 cpu_idle_default_hook(void)
 828 {
 829         /*
 830          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 831          * following the sti.
 832          */
 833         __asm __volatile("sti; hlt");
 834 }
 835
 836 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 837 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 838
 839 void
 840 cpu_idle(void)
 841 {
 842         globaldata_t gd = mycpu;
 843         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
 844         int reqflags;
 845         int quick;
 846
 847         crit_exit();
 848         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 849         for (;;) {
 850                 /*
 851                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 852                  */
 853                 lwkt_switch();
 854
 855                 /*
 856                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 857                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 858                  * splz() does the job.
 859                  *
 860                  * cpu_idle_hlt:
 861                  *      0       Never halt, just spin
 862                  *
 863                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 864                  *              This typically eats more power than the
 865                  *              ACPI halt.
 866                  *
 867                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 868                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 869                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 870                  *
 871                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 872                  *              eats the least amount of power but the cpu
 873                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 874                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 875                  *
 876                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 877                  *       section.
 878                  *
 879                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
 880                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 881                  *       it overflows.
 882                  */
 883                 ++gd->gd_idle_repeat;
 884                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 885                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 886                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 887                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 888
 889                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 890                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 891                         splz(); /* XXX */
 892                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
 893                                           cpu_mwait_halt);
 894                         ++cpu_idle_hltcnt;
 895                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 896                         __asm __volatile("cli");
 897                         splz();
 898                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 899                                 if (quick)
 900                                         cpu_idle_default_hook();
 901                                 else
 902                                         cpu_idle_hook();
 903                         }
 904                         __asm __volatile("sti");
 905                         ++cpu_idle_hltcnt;
 906                 } else {
 907                         splz();
 908                         __asm __volatile("sti");
 909                         ++cpu_idle_spincnt;
 910                 }
 911         }
 912 }
 913
 914 /*
 915  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 916  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 917  * we let it spin.
 918  */
 919 void
 920 cpu_spinlock_contested(void)
 921 {
 922         cpu_pause();
 923 }
 924
 925 /*
 926  * Clear registers on exec
 927  */
 928 void
 929 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 930 {
 931         struct thread *td = curthread;
 932         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 933         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 934         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 935
 936         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 937         user_ldt_free(pcb);
 938
 939         clear_quickret();
 940         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 941         regs->tf_rip = entry;
 942         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
 943         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 944         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 945         regs->tf_ss = _udatasel;
 946         regs->tf_cs = _ucodesel;
 947         regs->tf_rbx = ps_strings;
 948
 949         /*
 950          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 951          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 952          */
 953         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 954                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 955                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 956                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 957                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 958                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 959                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
 960                 if (pcb == td->td_pcb) {
 961                         /*
 962                          * Clear the debug registers on the running
 963                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 964                          * the next process we switch to.
 965                          */
 966                         reset_dbregs();
 967                 }
 968                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 969         }
 970
 971         /*
 972          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
 973          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
 974          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
 975          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
 976          * emulators don't provide an entry point for initialization.
 977          */
 978         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
 979
 980         /*
 981          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
 982          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
 983          *       may panic in npxdna().
 984          */
 985         crit_enter();
 986         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
 987
 988         /*
 989          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
 990          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
 991          *       code knows what the current MSR values are.
 992          */
 993         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
 994         pcb->pcb_gsbase = 0;
 995         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
 996         mdcpu->gd_user_gs = 0;
 997         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
 998         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
 999
1000         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1001         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
1002         crit_exit();
1003
1004         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1005         pcb->pcb_es = _udatasel;
1006         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1007         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1008 }
1009
1010 void
1011 cpu_setregs(void)
1012 {
1013         register_t cr0;
1014
1015         cr0 = rcr0();
1016         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1017         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1018         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1019         load_cr0(cr0);
1020         load_gs(_udatasel);
1021 }
1022
1023 static int
1024 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1025 {
1026         int error;
1027         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1028                 req);
1029         if (!error && req->newptr)
1030                 resettodr();
1031         return (error);
1032 }
1033
1034 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1035         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1036
1037 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1038         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1039
1040 #if JG
1041 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1042         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1043 #endif
1044
1045 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1046         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1047
1048 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1049 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1050         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1051
1052 /*
1053  * Initialize 386 and configure to run kernel
1054  */
1055
1056 /*
1057  * Initialize segments & interrupt table
1058  */
1059
1060 int _default_ldt;
1061 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1062 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1063 #if JG
1064 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1065 #endif
1066
1067 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1068 struct region_descriptor r_gdt;
1069 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1070
1071 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1072 void *proc0paddr;
1073 /* JG alignment? */
1074 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1075
1076
1077 /* software prototypes -- in more palatable form */
1078 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1079 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1080 {       0x0,                    /* segment base address  */
1081         0x0,                    /* length */
1082         0,                      /* segment type */
1083         0,                      /* segment descriptor priority level */
1084         0,                      /* segment descriptor present */
1085         0,                      /* long */
1086         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1087         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1088 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1089 {       0x0,                    /* segment base address  */
1090         0xfffff,                /* length - all address space */
1091         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1092         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1093         1,                      /* segment descriptor present */
1094         1,                      /* long */
1095         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1096         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1097 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1098 {       0x0,                    /* segment base address  */
1099         0xfffff,                /* length - all address space */
1100         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1101         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1102         1,                      /* segment descriptor present */
1103         1,                      /* long */
1104         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1105         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1106 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1107 {       0x0,                    /* segment base address  */
1108         0xfffff,                /* length - all address space */
1109         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1110         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1111         1,                      /* segment descriptor present */
1112         0,                      /* long */
1113         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1114         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1115 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1116 {       0x0,                    /* segment base address  */
1117         0xfffff,                /* length - all address space */
1118         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1119         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1120         1,                      /* segment descriptor present */
1121         0,                      /* long */
1122         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1123         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1124 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1125 {       0x0,                    /* segment base address  */
1126         0xfffff,                /* length - all address space */
1127         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1128         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1129         1,                      /* segment descriptor present */
1130         1,                      /* long */
1131         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1132         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1133 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1134 {
1135         0x0,                    /* segment base address */
1136         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1137         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1138         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1139         1,                      /* segment descriptor present */
1140         0,                      /* long */
1141         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1142         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1143 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1144 {       0x0,                    /* segment base address  */
1145         0x0,                    /* length */
1146         0,                      /* segment type */
1147         0,                      /* segment descriptor priority level */
1148         0,                      /* segment descriptor present */
1149         0,                      /* long */
1150         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1151         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1152 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1153 {       0x0,                    /* segment base address  */
1154         0xfffff,                /* length - all address space */
1155         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1156         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1157         1,                      /* segment descriptor present */
1158         0,                      /* long */
1159         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1160         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1161 };
1162
1163 void
1164 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1165 {
1166         int cpu;
1167
1168         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1169                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1170
1171                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1172                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1173                 ip->gd_ist = ist;
1174                 ip->gd_xx = 0;
1175                 ip->gd_type = typ;
1176                 ip->gd_dpl = dpl;
1177                 ip->gd_p = 1;
1178                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1179         }
1180 }
1181
1182 void
1183 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1184 {
1185         struct gate_descriptor *ip;
1186
1187         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1188
1189         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1190         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1191         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1192         ip->gd_ist = ist;
1193         ip->gd_xx = 0;
1194         ip->gd_type = typ;
1195         ip->gd_dpl = dpl;
1196         ip->gd_p = 1;
1197         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1198 }
1199
1200 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1201
1202 extern inthand_t
1203         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1204         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1205         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1206         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1207         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1208         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1209
1210 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1211 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1212 #endif
1213
1214 void
1215 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1216 {
1217         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1218         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1219         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1220         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1221         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1222         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1223         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1224 }
1225
1226 void
1227 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1228 {
1229
1230         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1231         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1232         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1233         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1234         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1235         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1236         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1237         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1238         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1239         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1240 }
1241
1242 void
1243 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1244     struct system_segment_descriptor *sd)
1245 {
1246
1247         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1248         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1249         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1250         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1251         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1252         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1253         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1254         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1255 }
1256
1257 /*
1258  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1259  * available physical memory in the system, then test this memory and
1260  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1261  *
1262  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1263  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1264  *
1265  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1266  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1267  *
1268  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1269  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1270  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1271  *
1272  * XXX first should be vm_paddr_t.
1273  */
1274
1275 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1276 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1277
1278 static void
1279 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1280 {
1281         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1282         int i, j;
1283         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1284         vm_paddr_t pa;
1285         vm_paddr_t msgbuf_size;
1286         u_long physmem_tunable;
1287         pt_entry_t *pte;
1288         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1289         u_int32_t smapsize;
1290         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1291
1292         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1293         physmap_idx = 0;
1294
1295         /*
1296          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1297          *
1298          * subr_module.c says:
1299          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1300          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1301          */
1302         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1303             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1304         if (smapbase == NULL)
1305                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1306
1307         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1308         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1309
1310         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1311                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1312                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1313                             smap->type, smap->base, smap->length);
1314
1315                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1316                         continue;
1317
1318                 if (smap->length == 0)
1319                         continue;
1320
1321                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1322                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1323                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1324                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1325                                                 "memory region, ignoring "
1326                                                 "second region\n");
1327                                 }
1328                                 break;
1329                         }
1330                 }
1331                 if (i <= physmap_idx)
1332                         continue;
1333
1334                 Realmem += smap->length;
1335
1336                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1337                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1338                         continue;
1339                 }
1340
1341                 physmap_idx += 2;
1342                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1343                         kprintf("Too many segments in the physical "
1344                                 "address map, giving up\n");
1345                         break;
1346                 }
1347                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1348                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1349         }
1350
1351         base_memory = physmap[1] / 1024;
1352         /* make hole for AP bootstrap code */
1353         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1354
1355         /* Save EBDA address, if any */
1356         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1357         ebda_addr <<= 4;
1358
1359         /*
1360          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1361          * highest page of the physical address space.  It should be
1362          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1363          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1364          */
1365         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1366
1367 #ifdef MAXMEM
1368         Maxmem = MAXMEM / 4;
1369 #endif
1370
1371         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1372                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1373
1374         /*
1375          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1376          * in the system.
1377          */
1378         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1379                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1380
1381         /*
1382          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1383          */
1384         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1385                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1386                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1387         }
1388
1389         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1390             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1391                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1392         }
1393
1394         /*
1395          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1396          *
1397          * Mask off page 0.
1398          */
1399         pmap_bootstrap(&first);
1400         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1401
1402         /*
1403          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1404          * exceeding Maxmem.
1405          */
1406         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1407                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1408                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1409                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1410                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1411                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1412
1413                 physmap[j] = physmap[i];
1414                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1415
1416                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1417                         j += 2;
1418         }
1419         physmap_idx = j - 2;
1420
1421         /*
1422          * Align anything else used in the validation loop.
1423          */
1424         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1425
1426         /*
1427          * Size up each available chunk of physical memory.
1428          */
1429         pa_indx = 0;
1430         da_indx = 1;
1431         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1432         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1433         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1434         pte = CMAP1;
1435
1436         /*
1437          * Get dcons buffer address
1438          */
1439         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1440             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1441                 dcons_addr = 0;
1442
1443         /*
1444          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1445          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1446          * of PAGE_SIZE.
1447          */
1448         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1449                 vm_paddr_t end;
1450
1451                 end = physmap[i + 1];
1452
1453                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1454                         int tmp, page_bad, full;
1455                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1456
1457                         full = FALSE;
1458                         /*
1459                          * block out kernel memory as not available.
1460                          */
1461                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1462                                 goto do_dump_avail;
1463
1464                         /*
1465                          * block out dcons buffer
1466                          */
1467                         if (dcons_addr > 0
1468                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1469                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1470                                 goto do_dump_avail;
1471                         }
1472
1473                         page_bad = FALSE;
1474
1475                         /*
1476                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1477                          */
1478                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1479                         cpu_invltlb();
1480
1481                         tmp = *ptr;
1482                         /*
1483                          * Test for alternating 1's and 0's
1484                          */
1485                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1486                         cpu_mfence();
1487                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1488                                 page_bad = TRUE;
1489                         /*
1490                          * Test for alternating 0's and 1's
1491                          */
1492                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1493                         cpu_mfence();
1494                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1495                                 page_bad = TRUE;
1496                         /*
1497                          * Test for all 1's
1498                          */
1499                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1500                         cpu_mfence();
1501                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1502                                 page_bad = TRUE;
1503                         /*
1504                          * Test for all 0's
1505                          */
1506                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1507                         cpu_mfence();
1508                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1509                                 page_bad = TRUE;
1510                         /*
1511                          * Restore original value.
1512                          */
1513                         *ptr = tmp;
1514
1515                         /*
1516                          * Adjust array of valid/good pages.
1517                          */
1518                         if (page_bad == TRUE)
1519                                 continue;
1520                         /*
1521                          * If this good page is a continuation of the
1522                          * previous set of good pages, then just increase
1523                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1524                          * Note that "end" points one higher than end,
1525                          * making the range >= start and < end.
1526                          * If we're also doing a speculative memory
1527                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1528                          * so that we keep going. The first bad page
1529                          * will terminate the loop.
1530                          */
1531                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1532                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1533                         } else {
1534                                 pa_indx++;
1535                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1536                                         kprintf(
1537                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1538                                         pa_indx--;
1539                                         full = TRUE;
1540                                         goto do_dump_avail;
1541                                 }
1542                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1543                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1544                         }
1545                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1546 do_dump_avail:
1547                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1548                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1549                         } else {
1550                                 da_indx++;
1551                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1552                                         da_indx--;
1553                                         goto do_next;
1554                                 }
1555                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1556                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1557                         }
1558 do_next:
1559                         if (full)
1560                                 break;
1561                 }
1562         }
1563         *pte = 0;
1564         cpu_invltlb();
1565
1566         /*
1567          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1568          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1569          * calculation, etc.).
1570          */
1571         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1572
1573         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1574                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1575                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1576                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1577                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1578         }
1579
1580         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1581
1582         /* Trim off space for the message buffer. */
1583         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1584
1585         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1586
1587         /* Map the message buffer. */
1588         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1589                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1590                             phys_avail[pa_indx] + off);
1591         }
1592 }
1593
1594 struct machintr_abi MachIntrABI;
1595
1596 /*
1597  * IDT VECTORS:
1598  *      0       Divide by zero
1599  *      1       Debug
1600  *      2       NMI
1601  *      3       BreakPoint
1602  *      4       OverFlow
1603  *      5       Bound-Range
1604  *      6       Invalid OpCode
1605  *      7       Device Not Available (x87)
1606  *      8       Double-Fault
1607  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1608  *      10      Invalid-TSS
1609  *      11      Segment not present
1610  *      12      Stack
1611  *      13      General Protection
1612  *      14      Page Fault
1613  *      15      Reserved
1614  *      16      x87 FP Exception pending
1615  *      17      Alignment Check
1616  *      18      Machine Check
1617  *      19      SIMD floating point
1618  *      20-31   reserved
1619  *      32-255  INTn/external sources
1620  */
1621 u_int64_t
1622 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1623 {
1624         caddr_t kmdp;
1625         int gsel_tss, x, cpu;
1626 #if JG
1627         int metadata_missing, off;
1628 #endif
1629         struct mdglobaldata *gd;
1630         u_int64_t msr;
1631
1632         /*
1633          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1634          */
1635         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1636         bzero(gd, sizeof(*gd));
1637
1638         /*
1639          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1640          * early in the boot sequence because the system assumes
1641          * that 'curthread' is never NULL.
1642          */
1643
1644         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1645         thread0.td_gd = &gd->mi;
1646
1647         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1648
1649 #if JG
1650         metadata_missing = 0;
1651         if (bootinfo.bi_modulep) {
1652                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1653                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1654         } else {
1655                 metadata_missing = 1;
1656         }
1657         if (bootinfo.bi_envp)
1658                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1659 #endif
1660
1661         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1662         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1663         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1664         if (kmdp == NULL)
1665                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1666         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1667         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1668 #ifdef DDB
1669         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1670         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1671 #endif
1672
1673         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1674                 bootverbose++;
1675
1676         /*
1677          * Default MachIntrABI to ICU
1678          */
1679         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1680
1681         /*
1682          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1683          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1684          */
1685         ncpus = 1;
1686         ncpus2 = 1;
1687         ncpus_fit = 1;
1688         /* Init basic tunables, hz etc */
1689         init_param1();
1690
1691         /*
1692          * make gdt memory segments
1693          */
1694         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1695                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1696
1697         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1698
1699         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1700                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1701                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1702         }
1703         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1704             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1705
1706         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1707         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1708         lgdt(&r_gdt);
1709
1710         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1711         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1712         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1713
1714         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1715         cpu_gdinit(gd, 0);
1716         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1717         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1718         safepri = TDPRI_MAX;
1719
1720         /* spinlocks and the BGL */
1721         init_locks();
1722
1723         /* exceptions */
1724         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1725                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1726         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1727         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1729         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1730         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1731         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1735         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745
1746         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1747                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
1748                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
1749         }
1750
1751         lidt(&r_idt_arr[0]);
1752
1753         /*
1754          * Initialize the console before we print anything out.
1755          */
1756         cninit();
1757
1758 #if JG
1759         if (metadata_missing)
1760                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1761 #endif
1762
1763 #if     NISA >0
1764         elcr_probe();
1765         isa_defaultirq();
1766 #endif
1767         rand_initialize();
1768
1769         /*
1770          * Initialize IRQ mapping
1771          *
1772          * NOTE:
1773          * SHOULD be after elcr_probe()
1774          */
1775         MachIntrABI_ICU.initmap();
1776         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1777
1778 #ifdef DDB
1779         kdb_init();
1780         if (boothowto & RB_KDB)
1781                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1782 #endif
1783
1784 #if JG
1785         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1786         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1787         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1788 #endif
1789         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1790         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1791
1792         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1793         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1794         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1795
1796         /*
1797          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
1798          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
1799          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
1800          * disable I/O APIC on all virtual machines.
1801          *
1802          * NOTE:
1803          * This must be done after identify_cpu(), which sets
1804          * 'cpu_feature2'
1805          */
1806         if (ioapic_enable < 0) {
1807                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
1808                         ioapic_enable = 0;
1809                 else
1810                         ioapic_enable = 1;
1811         }
1812
1813         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1814         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1815                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1816                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1817         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1818         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1819
1820         /* double fault stack */
1821         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1822                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1823                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1824
1825         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1826         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1827
1828         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1829         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1830         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1831         ltr(gsel_tss);
1832
1833         /* Set up the fast syscall stuff */
1834         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1835         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1836         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1837         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1838         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1839               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1840         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1841         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
1842
1843         getmemsize(kmdp, physfree);
1844         init_param2(physmem);
1845
1846         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1847
1848         /* Map the message buffer. */
1849 #if JG
1850         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1851                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1852 #endif
1853
1854         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1855
1856
1857         /* transfer to user mode */
1858
1859         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1860         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1861         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1862
1863         load_ds(_udatasel);
1864         load_es(_udatasel);
1865         load_fs(_udatasel);
1866
1867         /* setup proc 0's pcb */
1868         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1869         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1870         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
1871         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1872
1873         /* Location of kernel stack for locore */
1874         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1879  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1880  * data space were allocated in locore.
1881  *
1882  * Note: the idlethread's cpl is 0
1883  *
1884  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1885  */
1886 void
1887 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1888 {
1889         if (cpu)
1890                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1891
1892         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
1893                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
1894                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
1895                         0, &gd->mi);
1896         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1897         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1898         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1899         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1900 }
1901
1902 int
1903 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1904 {
1905         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1906             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1907                 return (TRUE);
1908         }
1909         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
1910                 return (TRUE);
1911         return (FALSE);
1912 }
1913
1914 struct globaldata *
1915 globaldata_find(int cpu)
1916 {
1917         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1918         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1919 }
1920
1921 int
1922 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1923 {
1924         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1925         return (0);
1926 }
1927
1928 int
1929 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1930 {
1931         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1932         return (0);
1933 }
1934
1935 int
1936 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1937 {
1938         struct trapframe *tp;
1939
1940         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
1941                 return EINVAL;
1942         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1943         return (0);
1944 }
1945
1946 int
1947 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1948 {
1949         struct trapframe *tp;
1950
1951         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1952         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1953             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1954                 return (EINVAL);
1955         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1956         clear_quickret();
1957         return (0);
1958 }
1959
1960 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1961 static void
1962 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1963 {
1964         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1965         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1966         int i;
1967
1968         /* FPU control/status */
1969         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1970         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1971         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1972         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1973         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1974         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1975         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1976         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1977
1978         /* FPU registers */
1979         for (i = 0; i < 8; ++i)
1980                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1981 }
1982
1983 static void
1984 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1985 {
1986         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1987         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1988         int i;
1989
1990         /* FPU control/status */
1991         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1992         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1993         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1994         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1995         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1996         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1997         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1998         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1999
2000         /* FPU registers */
2001         for (i = 0; i < 8; ++i)
2002                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2003 }
2004 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2005
2006 int
2007 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2008 {
2009         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2010                 return EINVAL;
2011 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2012         if (cpu_fxsr) {
2013                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2014                                 (struct save87 *)fpregs);
2015                 return (0);
2016         }
2017 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2018         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2019         return (0);
2020 }
2021
2022 int
2023 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2024 {
2025 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2026         if (cpu_fxsr) {
2027                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2028                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2029                 return (0);
2030         }
2031 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2032         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2033         return (0);
2034 }
2035
2036 int
2037 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2038 {
2039         struct pcb *pcb;
2040
2041         if (lp == NULL) {
2042                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2043                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2044                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2045                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2046                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2047                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2048                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2049                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2050                 return (0);
2051         }
2052         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2053                 return EINVAL;
2054         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2055         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2056         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2057         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2058         dbregs->dr[4] = 0;
2059         dbregs->dr[5] = 0;
2060         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2061         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2062         return (0);
2063 }
2064
2065 int
2066 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2067 {
2068         if (lp == NULL) {
2069                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2070                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2071                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2072                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2073                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2074                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2075                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2076                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2077         } else {
2078                 struct pcb *pcb;
2079                 struct ucred *ucred;
2080                 int i;
2081                 uint64_t mask1, mask2;
2082
2083                 /*
2084                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2085                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2086                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2087                  * TRCTRAP.
2088                  */
2089                 /* JG this loop looks unreadable */
2090                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2091                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2092                  */
2093                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2094                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2095                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2096                  * carried to decide if it is safe and useful to
2097                  * provide access to that capability
2098                  */
2099                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2100                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2101                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2102                                 return (EINVAL);
2103
2104                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2105                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2106
2107                 /*
2108                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2109                  * process's address space.  If a process could do this, it
2110                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2111                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2112                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2113                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2114                  * uid 0.
2115                  *
2116                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2117                  * address space is written into from within the kernel
2118                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2119                  * from within kernel mode?
2120                  */
2121
2122                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2123                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2124                                 /* dr0 is enabled */
2125                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2126                                         return (EINVAL);
2127                         }
2128
2129                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2130                                 /* dr1 is enabled */
2131                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2132                                         return (EINVAL);
2133                         }
2134
2135                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2136                                 /* dr2 is enabled */
2137                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2138                                         return (EINVAL);
2139                         }
2140
2141                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2142                                 /* dr3 is enabled */
2143                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2144                                         return (EINVAL);
2145                         }
2146                 }
2147
2148                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2149                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2150                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2151                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2152                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2153                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2154
2155                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2156         }
2157
2158         return (0);
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2163  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2164  */
2165 int
2166 user_dbreg_trap(void)
2167 {
2168         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2169         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2170         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2171         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2172         int i;
2173
2174         dr7 = rdr7();
2175         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2176                 /*
2177                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2178                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2179                  * hardware debug registers
2180                  */
2181                 return 0;
2182         }
2183
2184         nbp = 0;
2185         dr6 = rdr6();
2186         bp = dr6 & 0xf;
2187
2188         if (bp == 0) {
2189                 /*
2190                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2191                  * trap was not caused by any of the debug registers
2192                  */
2193                 return 0;
2194         }
2195
2196         /*
2197          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2198          * which ones and if any of them are user space addresses
2199          */
2200
2201         if (bp & 0x01) {
2202                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2203         }
2204         if (bp & 0x02) {
2205                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2206         }
2207         if (bp & 0x04) {
2208                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2209         }
2210         if (bp & 0x08) {
2211                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2212         }
2213
2214         for (i=0; i<nbp; i++) {
2215                 if (addr[i] <
2216                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2217                         /*
2218                          * addr[i] is in user space
2219                          */
2220                         return nbp;
2221                 }
2222         }
2223
2224         /*
2225          * None of the breakpoints are in user space.
2226          */
2227         return 0;
2228 }
2229
2230
2231 #ifndef DDB
2232 void
2233 Debugger(const char *msg)
2234 {
2235         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2236 }
2237 #endif /* no DDB */
2238
2239 #ifdef DDB
2240
2241 /*
2242  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2243  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2244  * called inside DDB.
2245  *
2246  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2247  */
2248
2249 #undef inb
2250 #undef outb
2251
2252 /* silence compiler warnings */
2253 u_char inb(u_int);
2254 void outb(u_int, u_char);
2255
2256 u_char
2257 inb(u_int port)
2258 {
2259         u_char  data;
2260         /*
2261          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2262          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2263          * if we tell it to load (u_short) port.
2264          */
2265         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2266         return (data);
2267 }
2268
2269 void
2270 outb(u_int port, u_char data)
2271 {
2272         u_char  al;
2273         /*
2274          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2275          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2276          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2277          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2278          */
2279         al = data;
2280         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2281 }
2282
2283 #endif /* DDB */
2284
2285
2286
2287 /*
2288  * initialize all the SMP locks
2289  */
2290
2291 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2292 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2293
2294 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2295 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2296
2297 /* critical region around INTR() routines */
2298 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2299
2300 /* lock region used by kernel profiling */
2301 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2302
2303 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2304 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2305
2306 /* lock regions around the clock hardware */
2307 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2308
2309 static void
2310 init_locks(void)
2311 {
2312         /*
2313          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2314          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2315          */
2316         cpu_get_initial_mplock();
2317         /* DEPRECATED */
2318         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2319         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2320         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2321         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2322         spin_lock_init(&com_spinlock);
2323         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2324
2325         /* our token pool needs to work early */
2326         lwkt_token_pool_init();
2327 }
2328