kernel: Remove a number of unnecessary use_*.h inclusions.
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_atalk.h"
46 #include "opt_compat.h"
47 #include "opt_cpu.h"
48 #include "opt_ddb.h"
49 #include "opt_directio.h"
50 #include "opt_inet.h"
51 #include "opt_ipx.h"
52 #include "opt_msgbuf.h"
53 #include "opt_swap.h"
54
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/systm.h>
57 #include <sys/sysproto.h>
58 #include <sys/signalvar.h>
59 #include <sys/kernel.h>
60 #include <sys/linker.h>
61 #include <sys/malloc.h>
62 #include <sys/proc.h>
63 #include <sys/priv.h>
64 #include <sys/buf.h>
65 #include <sys/reboot.h>
66 #include <sys/mbuf.h>
67 #include <sys/msgbuf.h>
68 #include <sys/sysent.h>
69 #include <sys/sysctl.h>
70 #include <sys/vmmeter.h>
71 #include <sys/bus.h>
72 #include <sys/upcall.h>
73 #include <sys/usched.h>
74 #include <sys/reg.h>
75
76 #include <vm/vm.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <sys/lock.h>
79 #include <vm/vm_kern.h>
80 #include <vm/vm_object.h>
81 #include <vm/vm_page.h>
82 #include <vm/vm_map.h>
83 #include <vm/vm_pager.h>
84 #include <vm/vm_extern.h>
85
86 #include <sys/thread2.h>
87 #include <sys/mplock2.h>
88
89 #include <sys/user.h>
90 #include <sys/exec.h>
91 #include <sys/cons.h>
92
93 #include <ddb/ddb.h>
94
95 #include <machine/cpu.h>
96 #include <machine/clock.h>
97 #include <machine/specialreg.h>
98 #if JG
99 #include <machine/bootinfo.h>
100 #endif
101 #include <machine/md_var.h>
102 #include <machine/metadata.h>
103 #include <machine/pc/bios.h>
104 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
105 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
106 #include <machine/smp.h>
107 #ifdef PERFMON
108 #include <machine/perfmon.h>
109 #endif
110 #include <machine/cputypes.h>
111
112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
113 #include <bus/isa/isa_device.h>
114 #endif
115 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
116 #include <bus/isa/rtc.h>
117 #include <sys/random.h>
118 #include <sys/ptrace.h>
119 #include <machine/sigframe.h>
120
121 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
122
123 extern void init386(int first);
124 extern void dblfault_handler(void);
125 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
126
127 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
128 extern void identify_cpu(void);
129 #if JG
130 extern void finishidentcpu(void);
131 #endif
132 extern void panicifcpuunsupported(void);
133
134 static void cpu_startup(void *);
135 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
136 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
137 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
138 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
139 #ifdef DIRECTIO
140 extern void ffs_rawread_setup(void);
141 #endif /* DIRECTIO */
142 static void init_locks(void);
143
144 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
145
146 #ifdef DDB
147 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
148 #endif
149
150 uint64_t SMPptpa;
151 pt_entry_t *SMPpt;
152
153
154 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
155
156 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
157 u_long  atdevbase;
158 #ifdef SMP
159 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
160 #else
161 int64_t tsc_offsets[1];
162 #endif
163
164 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
165 extern int swtch_optim_stats;
166 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
167         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
168 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
169         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
170 #endif
171
172 int physmem = 0;
173
174 u_long ebda_addr = 0;
175
176 static int
177 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
178 {
179         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
180         return (error);
181 }
182
183 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
184         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
185
186 static int
187 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
188 {
189         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
190                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
191         return (error);
192 }
193
194 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
195         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
196
197 static int
198 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
199 {
200         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
201                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
202         return (error);
203 }
204
205 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
206         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
207
208 vm_paddr_t Maxmem;
209 vm_paddr_t Realmem;
210
211 /*
212  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
213  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
214  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
215  * PHYSSEG entries.
216  */
217 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
218
219 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
220 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
221
222 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
223 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
224 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
225
226 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
227 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
228 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
229 static struct trapframe proc0_tf;
230
231 static void
232 cpu_startup(void *dummy)
233 {
234         caddr_t v;
235         vm_size_t size = 0;
236         vm_offset_t firstaddr;
237
238         if (boothowto & RB_VERBOSE)
239                 bootverbose++;
240
241         /*
242          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
243          */
244         kprintf("%s", version);
245         startrtclock();
246         printcpuinfo();
247         panicifcpuunsupported();
248 #ifdef PERFMON
249         perfmon_init();
250 #endif
251         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
252                 (intmax_t)Realmem,
253                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
254         /*
255          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
256          */
257         if (bootverbose) {
258                 int indx;
259
260                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
261                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
262                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
263
264                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
265                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
266                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
267                                 (intmax_t)size1,
268                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
269                 }
270         }
271
272         /*
273          * Allocate space for system data structures.
274          * The first available kernel virtual address is in "v".
275          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
276          * As pages of memory are allocated and cleared,
277          * "firstaddr" is incremented.
278          * An index into the kernel page table corresponding to the
279          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
280          */
281
282         /*
283          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
284          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
285          * addresses to the various data structures.
286          */
287         firstaddr = 0;
288 again:
289         v = (caddr_t)firstaddr;
290
291 #define valloc(name, type, num) \
292             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
293 #define valloclim(name, type, num, lim) \
294             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
295
296         /*
297          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
298          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
299          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
300          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
301          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
302          * maxbcache bytes.
303          *
304          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
305          */
306         if (nbuf == 0) {
307                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
308                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
309
310                 nbuf = 50;
311                 if (kbytes > 4096)
312                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
313                 if (kbytes > 65536)
314                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
315                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
316                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
317         }
318
319         /*
320          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
321          * kernel_map.
322          */
323         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
324                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
325                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
326         }
327
328         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
329 #ifdef NSWBUF_MIN
330         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
331                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
332 #endif
333 #ifdef DIRECTIO
334         ffs_rawread_setup();
335 #endif
336
337         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
338         valloc(buf, struct buf, nbuf);
339
340         /*
341          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
342          */
343         if (firstaddr == 0) {
344                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
345                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
346                 if (firstaddr == 0)
347                         panic("startup: no room for tables");
348                 goto again;
349         }
350
351         /*
352          * End of second pass, addresses have been assigned
353          */
354         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
355                 panic("startup: table size inconsistency");
356
357         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
358                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
359         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
360                       (nbuf*BKVASIZE));
361         buffer_map.system_map = 1;
362         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
363                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
364         pager_map.system_map = 1;
365
366 #if defined(USERCONFIG)
367         userconfig();
368         cninit();               /* the preferred console may have changed */
369 #endif
370
371         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
372                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
373                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
374
375         /*
376          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
377          */
378         bufinit();
379         vm_pager_bufferinit();
380
381 #ifdef SMP
382         /*
383          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
384          */
385         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
386         mp_announce();
387 #endif  /* SMP */
388         cpu_setregs();
389 }
390
391 /*
392  * Send an interrupt to process.
393  *
394  * Stack is set up to allow sigcode stored
395  * at top to call routine, followed by kcall
396  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
397  * resets the signal mask, the stack, and the
398  * frame pointer, it returns to the user
399  * specified pc, psl.
400  */
401 void
402 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
403 {
404         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
405         struct proc *p = lp->lwp_proc;
406         struct trapframe *regs;
407         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
408         struct sigframe sf, *sfp;
409         int oonstack;
410         char *sp;
411
412         regs = lp->lwp_md.md_regs;
413         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
414
415         /* Save user context */
416         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
417         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
418         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
419         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
420         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
421         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
422
423         /* Make the size of the saved context visible to userland */
424         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
425
426         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
427         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
428                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
429
430         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
431         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
432             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
433                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
434                               sizeof(struct sigframe));
435                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
436         } else {
437                 /* We take red zone into account */
438                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
439         }
440
441         /* Align to 16 bytes */
442         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
443
444         /* Translate the signal is appropriate */
445         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
446                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
447                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
448         }
449
450         /*
451          * Build the argument list for the signal handler.
452          *
453          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
454          */
455         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
456         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
457
458         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
459                 /*
460                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
461                  *
462                  * action(signo, siginfo, ucontext)
463                  */
464                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
465                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
466                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
467
468                 /* fill siginfo structure */
469                 sf.sf_si.si_signo = sig;
470                 sf.sf_si.si_code = code;
471                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
472         } else {
473                 /*
474                  * Old FreeBSD-style arguments.
475                  *
476                  * handler (signo, code, [uc], addr)
477                  */
478                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
479                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
480                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
481         }
482
483         /*
484          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
485          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
486          * eflags.
487          */
488 #if JG
489         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
490                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
491                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
492
493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
496                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
497
498                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
499                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
500                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
501                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
502
503                 /*
504                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
505                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
506                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
507                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
508                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
509                  */
510                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
511         }
512 #endif
513
514         /*
515          * Save the FPU state and reinit the FP unit
516          */
517         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
518
519         /*
520          * Copy the sigframe out to the user's stack.
521          */
522         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
523                 /*
524                  * Something is wrong with the stack pointer.
525                  * ...Kill the process.
526                  */
527                 sigexit(lp, SIGILL);
528         }
529
530         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
531         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
532
533         /*
534          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
535          * on function entry
536          */
537         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
538
539         /*
540          * 64 bit mode has a code and stack selector but
541          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
542          * stored in-context.
543          */
544         regs->tf_cs = _ucodesel;
545         regs->tf_ss = _udatasel;
546 }
547
548 /*
549  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
550  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
551  * issue.
552  *
553  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
554  * bad idea?
555  */
556 int
557 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
558 {
559         frame->tf_cs = _ucodesel;
560         frame->tf_ss = _udatasel;
561         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
562         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
563         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
564
565         return(0);
566 }
567
568 /*
569  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
570  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
571  */
572 int
573 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
574 {
575         return(0);
576 }
577
578 /*
579  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
580  *
581  * System call to cleanup state after a signal
582  * has been taken.  Reset signal mask and
583  * stack state from context left by sendsig (above).
584  * Return to previous pc and psl as specified by
585  * context left by sendsig. Check carefully to
586  * make sure that the user has not modified the
587  * state to gain improper privileges.
588  *
589  * MPSAFE
590  */
591 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
592 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
593
594 int
595 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
596 {
597         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
598         struct proc *p = lp->lwp_proc;
599         struct trapframe *regs;
600         ucontext_t uc;
601         ucontext_t *ucp;
602         register_t rflags;
603         int cs;
604         int error;
605
606         /*
607          * We have to copy the information into kernel space so userland
608          * can't modify it while we are sniffing it.
609          */
610         regs = lp->lwp_md.md_regs;
611         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
612         if (error)
613                 return (error);
614         ucp = &uc;
615         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
616
617         /* VM (8086) mode not supported */
618         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
619
620 #if JG
621         if (eflags & PSL_VM) {
622                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
623                 struct vm86_kernel *vm86;
624
625                 /*
626                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
627                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
628                  */
629                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
630                         return (EINVAL);
631                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
632                 if (vm86->vm86_inited == 0)
633                         return (EINVAL);
634
635                 /* go back to user mode if both flags are set */
636                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
637                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
638
639                 if (vm86->vm86_has_vme) {
640                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
641                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
642                 } else {
643                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
644                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
645                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
646                 }
647                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
648                 tf->tf_eflags = eflags;
649                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
650                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
651                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
652                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
653                 tf->tf_ds = _udatasel;
654                 tf->tf_es = _udatasel;
655                 tf->tf_fs = _udatasel;
656                 tf->tf_gs = _udatasel;
657         } else
658 #endif
659         {
660                 /*
661                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
662                  */
663                 /*
664                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
665                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
666                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
667                  * the signal context during signal handling and there is no
668                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
669                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
670                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
671                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
672                  */
673                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
674                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
675                         return(EINVAL);
676                 }
677
678                 /*
679                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
680                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
681                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
682                  */
683                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
684                 if (!CS_SECURE(cs)) {
685                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
686                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
687                         return(EINVAL);
688                 }
689                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
690         }
691
692         /*
693          * Restore the FPU state from the frame
694          */
695         crit_enter();
696         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
697
698         /*
699          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
700          * semantics against system calls.
701          */
702         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
703                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
704
705         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
706                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
707         else
708                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
709
710         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
711         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
712         crit_exit();
713         return(EJUSTRETURN);
714 }
715
716 /*
717  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
718  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
719  * already been pushed on the stack.
720  */
721 struct upc_frame {
722         register_t      rax;
723         register_t      rcx;
724         register_t      rdx;
725         register_t      flags;
726         register_t      oldip;
727 };
728
729 void
730 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
731 {
732         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
733         struct trapframe *regs;
734         struct upcall upcall;
735         struct upc_frame upc_frame;
736         int     crit_count = 0;
737
738         /*
739          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
740          * context, switch back to the virtual kernel context before
741          * trying to post the signal.
742          */
743         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
744                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
745                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
746         }
747
748         /*
749          * Get the upcall data structure
750          */
751         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
752             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
753         ) {
754                 vu->vu_pending = 0;
755                 kprintf("bad upcall address\n");
756                 return;
757         }
758
759         /*
760          * If the data structure is already marked pending or has a critical
761          * section count, mark the data structure as pending and return 
762          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
763          */
764         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
765                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
766                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
767                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
768                                 sizeof(upcall.upc_pending));
769                 }
770                 return;
771         }
772
773         /*
774          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
775          *
776          * Bump our critical section count and set or clear the
777          * user pending flag depending on whether more upcalls are
778          * pending.  The user will be responsible for calling 
779          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
780          */
781         vu->vu_pending = 0;
782         upcall.upc_pending = morepending;
783         ++crit_count;
784         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
785                 sizeof(upcall.upc_pending));
786         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
787                 sizeof(int));
788
789         /*
790          * Construct a stack frame and issue the upcall
791          */
792         regs = lp->lwp_md.md_regs;
793         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
794         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
795         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
796         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
797         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
798         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
799             sizeof(upc_frame)) != 0) {
800                 kprintf("bad stack on upcall\n");
801         } else {
802                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
803                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
804                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
805                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
806                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
807         }
808 }
809
810 /*
811  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
812  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
813  * being overwritten by the syscall return value.
814  *
815  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
816  * and the function pointer in %eax.  
817  */
818 int
819 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
820 {
821         struct upc_frame upc_frame;
822         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
823         struct trapframe *regs;
824         int error;
825         struct upcall upcall;
826         int crit_count;
827
828         regs = lp->lwp_md.md_regs;
829
830         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
831         if (error == 0) {
832             if (vu) {
833                 /*
834                  * This jumps us to the next ready context.
835                  */
836                 vu->vu_pending = 0;
837                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
838                 crit_count = 0;
839                 if (error == 0)
840                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
841                 ++crit_count;
842                 if (error == 0)
843                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
844                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
845                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
846                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
847                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
848                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
849             } else {
850                 /*
851                  * This returns us to the originally interrupted code.
852                  */
853                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
854                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
855                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
856                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
857                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
858                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
859                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
860                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
861             }
862         }
863         if (error == 0)
864                 error = EJUSTRETURN;
865         return(error);
866 }
867
868 /*
869  * Machine dependent boot() routine
870  *
871  * I haven't seen anything to put here yet
872  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
873  */
874 void
875 cpu_boot(int howto)
876 {
877 }
878
879 /*
880  * Shutdown the CPU as much as possible
881  */
882 void
883 cpu_halt(void)
884 {
885         for (;;)
886                 __asm__ __volatile("hlt");
887 }
888
889 /*
890  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
891  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
892  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
893  *
894  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
895  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
896  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
897  * critical section.
898  *
899  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
900  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
901  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
902  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
903  *
904  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
905  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
906  */
907 static int      cpu_idle_hlt = 2;
908 static int      cpu_idle_hltcnt;
909 static int      cpu_idle_spincnt;
910 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
911     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
912 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
913     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
914 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
915     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
916
917 static void
918 cpu_idle_default_hook(void)
919 {
920         /*
921          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
922          * following the sti.
923          */
924         __asm __volatile("sti; hlt");
925 }
926
927 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
928 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
929
930 void
931 cpu_idle(void)
932 {
933         struct thread *td = curthread;
934
935         crit_exit();
936         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
937         for (;;) {
938                 /*
939                  * See if there are any LWKTs ready to go.
940                  */
941                 lwkt_switch();
942
943                 /*
944                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
945                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
946                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
947                  */
948                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
949                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
950                         __asm __volatile("cli");
951                         splz();
952                         if (!lwkt_runnable()) {
953                                 if (cpu_idle_hlt == 1)
954                                         cpu_idle_default_hook();
955                                 else
956                                         cpu_idle_hook();
957                         }
958 #ifdef SMP
959                         else
960                                 handle_cpu_contention_mask();
961 #endif
962                         __asm __volatile("sti");
963                         ++cpu_idle_hltcnt;
964                 } else {
965                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
966                         splz();
967 #ifdef SMP
968                         __asm __volatile("sti");
969                         handle_cpu_contention_mask();
970 #else
971                         __asm __volatile("sti");
972 #endif
973                         ++cpu_idle_spincnt;
974                 }
975         }
976 }
977
978 #ifdef SMP
979
980 /*
981  * This routine is called when the only runnable threads require
982  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
983  * we let the scheduler spin.
984  */
985 void
986 handle_cpu_contention_mask(void)
987 {
988         cpumask_t mask;
989
990         mask = cpu_contention_mask;
991         cpu_ccfence();
992         if (mask && bsfl(mask) != mycpu->gd_cpuid)
993                 DELAY(2);
994 }
995
996 /*
997  * This routine is called if a spinlock has been held through the
998  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
999  * we let it spin.
1000  */
1001 void
1002 cpu_spinlock_contested(void)
1003 {
1004         cpu_pause();
1005 }
1006
1007 #endif
1008
1009 /*
1010  * Clear registers on exec
1011  */
1012 void
1013 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1014 {
1015         struct thread *td = curthread;
1016         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1017         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1018         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1019
1020         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1021         user_ldt_free(pcb);
1022   
1023         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1024         regs->tf_rip = entry;
1025         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1026         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1027         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1028         regs->tf_ss = _udatasel;
1029         regs->tf_cs = _ucodesel;
1030         regs->tf_rbx = ps_strings;
1031
1032         /*
1033          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1034          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1035          */
1036         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1037                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1038                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1039                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1040                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1041                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1042                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1043                 if (pcb == td->td_pcb) {
1044                         /*
1045                          * Clear the debug registers on the running
1046                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1047                          * the next process we switch to.
1048                          */
1049                         reset_dbregs();
1050                 }
1051                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1056          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1057          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1058          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1059          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1060          */
1061         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1062
1063         /*
1064          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1065          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1066          *       may panic in npxdna().
1067          */
1068         crit_enter();
1069         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1070
1071         /*
1072          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1073          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1074          *       code knows what the current MSR values are.
1075          */
1076         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1077         pcb->pcb_gsbase = 0;
1078         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1079         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1080         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1081         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1082
1083         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1084         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1085         crit_exit();
1086
1087         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1088         pcb->pcb_es = _udatasel;
1089         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1090         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1091 }
1092
1093 void
1094 cpu_setregs(void)
1095 {
1096         register_t cr0;
1097
1098         cr0 = rcr0();
1099         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1100         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1101         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1102         load_cr0(cr0);
1103         load_gs(_udatasel);
1104 }
1105
1106 static int
1107 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1108 {
1109         int error;
1110         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1111                 req);
1112         if (!error && req->newptr)
1113                 resettodr();
1114         return (error);
1115 }
1116
1117 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1118         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1119
1120 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1121         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1122
1123 #if JG
1124 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1125         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1126 #endif
1127
1128 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1129         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1130
1131 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1132 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1133         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1134
1135 /*
1136  * Initialize 386 and configure to run kernel
1137  */
1138
1139 /*
1140  * Initialize segments & interrupt table
1141  */
1142
1143 int _default_ldt;
1144 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1145 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1146 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1147 #if JG
1148 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1149 #endif
1150
1151 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1152 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1153
1154 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1155 extern int has_f00f_bug;
1156 #endif
1157
1158 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1159 void *proc0paddr;
1160 /* JG alignment? */
1161 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1162
1163
1164 /* software prototypes -- in more palatable form */
1165 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1166 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1167 {       0x0,                    /* segment base address  */
1168         0x0,                    /* length */
1169         0,                      /* segment type */
1170         0,                      /* segment descriptor priority level */
1171         0,                      /* segment descriptor present */
1172         0,                      /* long */
1173         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1174         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1175 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1176 {       0x0,                    /* segment base address  */
1177         0xfffff,                /* length - all address space */
1178         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1179         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1180         1,                      /* segment descriptor present */
1181         1,                      /* long */
1182         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1183         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1184 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1185 {       0x0,                    /* segment base address  */
1186         0xfffff,                /* length - all address space */
1187         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1188         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1189         1,                      /* segment descriptor present */
1190         1,                      /* long */
1191         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1192         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1193 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1194 {       0x0,                    /* segment base address  */
1195         0xfffff,                /* length - all address space */
1196         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1197         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1198         1,                      /* segment descriptor present */
1199         0,                      /* long */
1200         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1201         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1202 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1203 {       0x0,                    /* segment base address  */
1204         0xfffff,                /* length - all address space */
1205         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1206         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1207         1,                      /* segment descriptor present */
1208         0,                      /* long */
1209         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1210         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1211 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1212 {       0x0,                    /* segment base address  */
1213         0xfffff,                /* length - all address space */
1214         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1215         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1216         1,                      /* segment descriptor present */
1217         1,                      /* long */
1218         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1219         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1220 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1221 {
1222         0x0,                    /* segment base address */
1223         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1224         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1225         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1226         1,                      /* segment descriptor present */
1227         0,                      /* long */
1228         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1229         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1230 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1231 {       0x0,                    /* segment base address  */
1232         0x0,                    /* length */
1233         0,                      /* segment type */
1234         0,                      /* segment descriptor priority level */
1235         0,                      /* segment descriptor present */
1236         0,                      /* long */
1237         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1238         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1239 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1240 {       0x0,                    /* segment base address  */
1241         0xfffff,                /* length - all address space */
1242         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1243         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1244         1,                      /* segment descriptor present */
1245         0,                      /* long */
1246         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1247         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1248 };
1249
1250 void
1251 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1252 {
1253         struct gate_descriptor *ip;
1254
1255         ip = idt + idx;
1256         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1257         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1258         ip->gd_ist = ist;
1259         ip->gd_xx = 0;
1260         ip->gd_type = typ;
1261         ip->gd_dpl = dpl;
1262         ip->gd_p = 1;
1263         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1264 }
1265
1266 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1267
1268 extern inthand_t
1269         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1270         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1271         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1272         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1273         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1274         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1275
1276 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1277 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1278 #endif
1279
1280 void
1281 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1282 {
1283         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1284         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1285         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1286         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1287         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1288         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1289         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1290 }
1291
1292 void
1293 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1294 {
1295
1296         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1297         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1298         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1299         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1300         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1301         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1302         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1303         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1304         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1305         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1306 }
1307
1308 void
1309 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1310     struct system_segment_descriptor *sd)
1311 {
1312
1313         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1314         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1315         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1316         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1317         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1318         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1319         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1320         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1321 }
1322
1323 u_int basemem;
1324
1325 /*
1326  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1327  * available physical memory in the system, then test this memory and
1328  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1329  *
1330  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1331  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1332  *
1333  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1334  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1335  *
1336  * XXX first should be vm_paddr_t.
1337  */
1338 static void
1339 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1340 {
1341         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1342         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1343         u_long physmem_tunable;
1344         pt_entry_t *pte;
1345         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1346         u_int32_t smapsize;
1347         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1348
1349         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1350         basemem = 0;
1351         physmap_idx = 0;
1352
1353         /*
1354          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1355          *
1356          * subr_module.c says:
1357          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1358          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1359          */
1360         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1361             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1362         if (smapbase == NULL)
1363                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1364
1365         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1366         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1367
1368         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1369                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1370                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1371                             smap->type, smap->base, smap->length);
1372
1373                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1374                         continue;
1375
1376                 if (smap->length == 0)
1377                         continue;
1378
1379                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1380                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1381                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1382                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1383                                                 "memory region, ignoring "
1384                                                 "second region\n");
1385                                 }
1386                                 continue;
1387                         }
1388                 }
1389                 Realmem += smap->length;
1390
1391                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1392                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1393                         continue;
1394                 }
1395
1396                 physmap_idx += 2;
1397                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1398                         kprintf("Too many segments in the physical "
1399                                 "address map, giving up\n");
1400                         break;
1401                 }
1402                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1403                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1404         }
1405
1406         /*
1407          * Find the 'base memory' segment for SMP
1408          */
1409         basemem = 0;
1410         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1411                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1412                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1413                         break;
1414                 }
1415         }
1416         if (basemem == 0)
1417                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1418
1419 #ifdef SMP
1420         /* make hole for AP bootstrap code */
1421         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1422
1423         /* Save EBDA address, if any */
1424         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1425         ebda_addr <<= 4;
1426 #endif
1427
1428         /*
1429          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1430          * highest page of the physical address space.  It should be
1431          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1432          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1433          */
1434         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1435
1436 #ifdef MAXMEM
1437         Maxmem = MAXMEM / 4;
1438 #endif
1439
1440         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1441                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1442
1443         /*
1444          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1445          * in the system.
1446          */
1447         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1448                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1449
1450         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1451             (boothowto & RB_VERBOSE))
1452                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1453
1454         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1455         pmap_bootstrap(&first);
1456
1457         /*
1458          * Size up each available chunk of physical memory.
1459          */
1460         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1461         pa_indx = 0;
1462         da_indx = 1;
1463         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1464         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1465         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1466         pte = CMAP1;
1467
1468         /*
1469          * Get dcons buffer address
1470          */
1471         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1472             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1473                 dcons_addr = 0;
1474
1475         /*
1476          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1477          * round up the start address and round down the end address.
1478          */
1479         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1480                 vm_paddr_t end;
1481
1482                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1483                 if (physmap[i + 1] < end)
1484                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1485                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1486                         int tmp, page_bad, full;
1487                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1488
1489                         full = FALSE;
1490                         /*
1491                          * block out kernel memory as not available.
1492                          */
1493                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1494                                 goto do_dump_avail;
1495
1496                         /*
1497                          * block out dcons buffer
1498                          */
1499                         if (dcons_addr > 0
1500                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1501                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1502                                 goto do_dump_avail;
1503
1504                         page_bad = FALSE;
1505
1506                         /*
1507                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1508                          */
1509                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1510                         cpu_invltlb();
1511
1512                         tmp = *(int *)ptr;
1513                         /*
1514                          * Test for alternating 1's and 0's
1515                          */
1516                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1517                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1518                                 page_bad = TRUE;
1519                         /*
1520                          * Test for alternating 0's and 1's
1521                          */
1522                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1523                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1524                                 page_bad = TRUE;
1525                         /*
1526                          * Test for all 1's
1527                          */
1528                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1529                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1530                                 page_bad = TRUE;
1531                         /*
1532                          * Test for all 0's
1533                          */
1534                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1535                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1536                                 page_bad = TRUE;
1537                         /*
1538                          * Restore original value.
1539                          */
1540                         *(int *)ptr = tmp;
1541
1542                         /*
1543                          * Adjust array of valid/good pages.
1544                          */
1545                         if (page_bad == TRUE)
1546                                 continue;
1547                         /*
1548                          * If this good page is a continuation of the
1549                          * previous set of good pages, then just increase
1550                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1551                          * Note that "end" points one higher than end,
1552                          * making the range >= start and < end.
1553                          * If we're also doing a speculative memory
1554                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1555                          * so that we keep going. The first bad page
1556                          * will terminate the loop.
1557                          */
1558                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1559                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1560                         } else {
1561                                 pa_indx++;
1562                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1563                                         kprintf(
1564                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1565                                         pa_indx--;
1566                                         full = TRUE;
1567                                         goto do_dump_avail;
1568                                 }
1569                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1570                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1571                         }
1572                         physmem++;
1573 do_dump_avail:
1574                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1575                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1576                         } else {
1577                                 da_indx++;
1578                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1579                                         da_indx--;
1580                                         goto do_next;
1581                                 }
1582                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1583                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1584                         }
1585 do_next:
1586                         if (full)
1587                                 break;
1588                 }
1589         }
1590         *pte = 0;
1591         cpu_invltlb();
1592
1593         /*
1594          * XXX
1595          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1596          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1597          * calculation, etc.).
1598          */
1599         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1600             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1601                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1602                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1603                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1604         }
1605
1606         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1607
1608         /* Trim off space for the message buffer. */
1609         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1610
1611         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1612
1613         /* Map the message buffer. */
1614         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1615                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1616                     off);
1617 }
1618
1619 /*
1620  * IDT VECTORS:
1621  *      0       Divide by zero
1622  *      1       Debug
1623  *      2       NMI
1624  *      3       BreakPoint
1625  *      4       OverFlow
1626  *      5       Bound-Range
1627  *      6       Invalid OpCode
1628  *      7       Device Not Available (x87)
1629  *      8       Double-Fault
1630  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1631  *      10      Invalid-TSS
1632  *      11      Segment not present
1633  *      12      Stack
1634  *      13      General Protection
1635  *      14      Page Fault
1636  *      15      Reserved
1637  *      16      x87 FP Exception pending
1638  *      17      Alignment Check
1639  *      18      Machine Check
1640  *      19      SIMD floating point
1641  *      20-31   reserved
1642  *      32-255  INTn/external sources
1643  */
1644 u_int64_t
1645 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1646 {
1647         caddr_t kmdp;
1648         int gsel_tss, x;
1649 #if JG
1650         int metadata_missing, off;
1651 #endif
1652         struct mdglobaldata *gd;
1653         u_int64_t msr;
1654
1655         /*
1656          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1657          */
1658         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1659         bzero(gd, sizeof(*gd));
1660
1661         /*
1662          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1663          * early in the boot sequence because the system assumes
1664          * that 'curthread' is never NULL.
1665          */
1666
1667         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1668         thread0.td_gd = &gd->mi;
1669
1670         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1671
1672 #if JG
1673         metadata_missing = 0;
1674         if (bootinfo.bi_modulep) {
1675                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1676                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1677         } else {
1678                 metadata_missing = 1;
1679         }
1680         if (bootinfo.bi_envp)
1681                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1682 #endif
1683
1684         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1685         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1686         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1687         if (kmdp == NULL)
1688                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1689         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1690         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1691 #ifdef DDB
1692         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1693         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1694 #endif
1695
1696         /*
1697          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1698          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1699          */
1700         ncpus = 1;
1701         ncpus2 = 1;
1702         ncpus_fit = 1;
1703         /* Init basic tunables, hz etc */
1704         init_param1();
1705
1706         /*
1707          * make gdt memory segments
1708          */
1709         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1710                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1711
1712         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1713
1714         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1715                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1716                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1717         }
1718         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1719             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1720
1721         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1722         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1723         lgdt(&r_gdt);
1724
1725         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1726         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1727         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1728
1729         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1730         cpu_gdinit(gd, 0);
1731         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1732         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1733         safepri = TDPRI_MAX;
1734
1735         /* spinlocks and the BGL */
1736         init_locks();
1737
1738         /* exceptions */
1739         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1740                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1744         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1745         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1749         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1750         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1753         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1754         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1755         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1756         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1757         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1758         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1759         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1760
1761         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1762         r_idt.rd_base = (long) idt;
1763         lidt(&r_idt);
1764
1765         /*
1766          * Initialize the console before we print anything out.
1767          */
1768         cninit();
1769
1770 #if JG
1771         if (metadata_missing)
1772                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1773 #endif
1774
1775 #if     NISA >0
1776         isa_defaultirq();
1777 #endif
1778         rand_initialize();
1779
1780 #ifdef DDB
1781         kdb_init();
1782         if (boothowto & RB_KDB)
1783                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1784 #endif
1785
1786 #if JG
1787         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1788         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1789         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1790 #endif
1791         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1792         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1793
1794         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1795         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1796                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1797                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1798         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1799         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1800         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1801
1802         /* double fault stack */
1803         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1804                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1805                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1806
1807         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1808         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1809
1810         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1811         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1812         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1813         ltr(gsel_tss);
1814
1815         /* Set up the fast syscall stuff */
1816         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1817         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1818         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1819         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1820         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1821               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1822         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1823         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1824
1825         getmemsize(kmdp, physfree);
1826         init_param2(physmem);
1827
1828         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1829
1830         /* Map the message buffer. */
1831 #if JG
1832         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1833                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1834 #endif
1835
1836         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1837
1838
1839         /* transfer to user mode */
1840
1841         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1842         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1843         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1844
1845         load_ds(_udatasel);
1846         load_es(_udatasel);
1847         load_fs(_udatasel);
1848
1849         /* setup proc 0's pcb */
1850         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1851         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1852         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1853         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1854
1855         /* Location of kernel stack for locore */
1856         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1861  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1862  * data space were allocated in locore.
1863  *
1864  * Note: the idlethread's cpl is 0
1865  *
1866  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1867  */
1868 void
1869 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1870 {
1871         if (cpu)
1872                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1873
1874         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1875                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1876                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1877                         0, &gd->mi);
1878         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1879         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1880         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1881         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1882 }
1883
1884 int
1885 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1886 {
1887         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1888             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1889                 return (TRUE);
1890         }
1891         return (FALSE);
1892 }
1893
1894 struct globaldata *
1895 globaldata_find(int cpu)
1896 {
1897         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1898         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1899 }
1900
1901 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1902 static void f00f_hack(void *unused);
1903 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1904
1905 static void
1906 f00f_hack(void *unused) 
1907 {
1908         struct gate_descriptor *new_idt;
1909         vm_offset_t tmp;
1910
1911         if (!has_f00f_bug)
1912                 return;
1913
1914         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1915
1916         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1917
1918         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1919         if (tmp == 0)
1920                 panic("kmem_alloc returned 0");
1921         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1922                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1923         /* Put the first seven entries in the lower page */
1924         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1925         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1926         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1927         lidt(&r_idt);
1928         idt = new_idt;
1929         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1930                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1931                 panic("vm_map_protect failed");
1932         return;
1933 }
1934 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1935
1936 int
1937 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1938 {
1939         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1940         return (0);
1941 }
1942
1943 int
1944 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1945 {
1946         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1947         return (0);
1948 }
1949
1950 int
1951 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1952 {
1953         struct trapframe *tp;
1954
1955         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1956         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1957         return (0);
1958 }
1959
1960 int
1961 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1962 {
1963         struct trapframe *tp;
1964
1965         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1966         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1967             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1968                 return (EINVAL);
1969         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1970         return (0);
1971 }
1972
1973 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1974 static void
1975 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1976 {
1977         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1978         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1979         int i;
1980
1981         /* FPU control/status */
1982         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1983         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1984         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1985         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1986         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1987         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1988         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1989         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1990
1991         /* FPU registers */
1992         for (i = 0; i < 8; ++i)
1993                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1994
1995         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1996 }
1997
1998 static void
1999 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2000 {
2001         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2002         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2003         int i;
2004
2005         /* FPU control/status */
2006         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2007         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2008         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2009         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2010         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2011         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2012         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2013         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2014
2015         /* FPU registers */
2016         for (i = 0; i < 8; ++i)
2017                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2018
2019         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2020 }
2021 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2022
2023 int
2024 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2025 {
2026 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2027         if (cpu_fxsr) {
2028                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2029                                 (struct save87 *)fpregs);
2030                 return (0);
2031         }
2032 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2033         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2034         return (0);
2035 }
2036
2037 int
2038 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2039 {
2040 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2041         if (cpu_fxsr) {
2042                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2043                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2044                 return (0);
2045         }
2046 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2047         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2048         return (0);
2049 }
2050
2051 int
2052 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2053 {
2054         if (lp == NULL) {
2055                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2056                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2057                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2058                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2059                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2060                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2061                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2062                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2063         } else {
2064                 struct pcb *pcb;
2065
2066                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2067                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2068                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2069                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2070                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2071                 dbregs->dr[4] = 0;
2072                 dbregs->dr[5] = 0;
2073                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2074                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2075         }
2076         return (0);
2077 }
2078
2079 int
2080 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2081 {
2082         if (lp == NULL) {
2083                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2084                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2085                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2086                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2087                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2088                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2089                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2090                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2091         } else {
2092                 struct pcb *pcb;
2093                 struct ucred *ucred;
2094                 int i;
2095                 uint64_t mask1, mask2;
2096
2097                 /*
2098                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2099                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2100                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2101                  * TRCTRAP.
2102                  */
2103                 /* JG this loop looks unreadable */
2104                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2105                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2106                  */
2107                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2108                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2109                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2110                  * carried to decide if it is safe and useful to
2111                  * provide access to that capability
2112                  */
2113                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2114                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2115                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2116                                 return (EINVAL);
2117                 
2118                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2119                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2120
2121                 /*
2122                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2123                  * process's address space.  If a process could do this, it
2124                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2125                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2126                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2127                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2128                  * uid 0.
2129                  *
2130                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2131                  * address space is written into from within the kernel
2132                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2133                  * from within kernel mode?
2134                  */
2135
2136                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2137                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2138                                 /* dr0 is enabled */
2139                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2140                                         return (EINVAL);
2141                         }
2142
2143                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2144                                 /* dr1 is enabled */
2145                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2146                                         return (EINVAL);
2147                         }
2148
2149                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2150                                 /* dr2 is enabled */
2151                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2152                                         return (EINVAL);
2153                         }
2154
2155                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2156                                 /* dr3 is enabled */
2157                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2158                                         return (EINVAL);
2159                         }
2160                 }
2161
2162                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2163                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2164                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2165                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2166                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2167                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2168
2169                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2170         }
2171
2172         return (0);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2177  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2178  */
2179 int
2180 user_dbreg_trap(void)
2181 {
2182         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2183         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2184         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2185         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2186         int i;
2187         
2188         dr7 = rdr7();
2189         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2190                 /*
2191                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2192                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2193                  * hardware debug registers
2194                  */
2195                 return 0;
2196         }
2197
2198         nbp = 0;
2199         dr6 = rdr6();
2200         bp = dr6 & 0xf;
2201
2202         if (bp == 0) {
2203                 /*
2204                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2205                  * trap was not caused by any of the debug registers
2206                  */
2207                 return 0;
2208         }
2209
2210         /*
2211          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2212          * which ones and if any of them are user space addresses
2213          */
2214
2215         if (bp & 0x01) {
2216                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2217         }
2218         if (bp & 0x02) {
2219                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2220         }
2221         if (bp & 0x04) {
2222                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2223         }
2224         if (bp & 0x08) {
2225                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2226         }
2227
2228         for (i=0; i<nbp; i++) {
2229                 if (addr[i] <
2230                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2231                         /*
2232                          * addr[i] is in user space
2233                          */
2234                         return nbp;
2235                 }
2236         }
2237
2238         /*
2239          * None of the breakpoints are in user space.
2240          */
2241         return 0;
2242 }
2243
2244
2245 #ifndef DDB
2246 void
2247 Debugger(const char *msg)
2248 {
2249         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2250 }
2251 #endif /* no DDB */
2252
2253 #ifdef DDB
2254
2255 /*
2256  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2257  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2258  * called inside DDB.
2259  *
2260  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2261  */
2262
2263 #undef inb
2264 #undef outb
2265
2266 /* silence compiler warnings */
2267 u_char inb(u_int);
2268 void outb(u_int, u_char);
2269
2270 u_char
2271 inb(u_int port)
2272 {
2273         u_char  data;
2274         /*
2275          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2276          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2277          * if we tell it to load (u_short) port.
2278          */
2279         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2280         return (data);
2281 }
2282
2283 void
2284 outb(u_int port, u_char data)
2285 {
2286         u_char  al;
2287         /*
2288          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2289          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2290          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2291          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2292          */
2293         al = data;
2294         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2295 }
2296
2297 #endif /* DDB */
2298
2299
2300
2301 #include "opt_cpu.h"
2302
2303
2304 /*
2305  * initialize all the SMP locks
2306  */
2307
2308 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2309 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2310
2311 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2312 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2313
2314 /* critical region around INTR() routines */
2315 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2316
2317 /* lock region used by kernel profiling */
2318 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2319
2320 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2321 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2322
2323 /* lock regions around the clock hardware */
2324 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2325
2326 static void
2327 init_locks(void)
2328 {
2329         /*
2330          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2331          */
2332         /*
2333          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2334          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2335          */
2336 #ifdef SMP
2337         cpu_get_initial_mplock();
2338 #endif
2339         /* DEPRECATED */
2340         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2341         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2342         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2343         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2344         spin_lock_init(&com_spinlock);
2345         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2346
2347         /* our token pool needs to work early */
2348         lwkt_token_pool_init();
2349 }
2350