sys/platform/pc32/i386/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   3  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  39  */
  40
  41 #include "use_npx.h"
  42 #include "use_isa.h"
  43 #include "opt_atalk.h"
  44 #include "opt_compat.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_directio.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_ipx.h"
  50 #include "opt_maxmem.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_perfmon.h"
  53 #include "opt_swap.h"
  54 #include "opt_userconfig.h"
  55 #include "opt_apic.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/sysproto.h>
  60 #include <sys/signalvar.h>
  61 #include <sys/kernel.h>
  62 #include <sys/linker.h>
  63 #include <sys/malloc.h>
  64 #include <sys/proc.h>
  65 #include <sys/priv.h>
  66 #include <sys/buf.h>
  67 #include <sys/reboot.h>
  68 #include <sys/mbuf.h>
  69 #include <sys/msgbuf.h>
  70 #include <sys/sysent.h>
  71 #include <sys/sysctl.h>
  72 #include <sys/vmmeter.h>
  73 #include <sys/bus.h>
  74 #include <sys/upcall.h>
  75 #include <sys/usched.h>
  76 #include <sys/reg.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/vm_param.h>
  80 #include <sys/lock.h>
  81 #include <vm/vm_kern.h>
  82 #include <vm/vm_object.h>
  83 #include <vm/vm_page.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_pager.h>
  86 #include <vm/vm_extern.h>
  87
  88 #include <sys/thread2.h>
  89 #include <sys/mplock2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #include <machine/md_var.h>
 102 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 103 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 104 #include <machine/smp.h>
 105 #ifdef PERFMON
 106 #include <machine/perfmon.h>
 107 #endif
 108 #include <machine/cputypes.h>
 109 #include <machine/intr_machdep.h>
 110
 111 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 112 #include <bus/isa/isa_device.h>
 113 #endif
 114 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 115 #include <machine_base/isa/elcr_var.h>
 116 #include <bus/isa/rtc.h>
 117 #include <machine/vm86.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #include <sys/machintr.h>
 123 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 124
 125 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 126
 127 extern void init386(int first);
 128 extern void dblfault_handler(void);
 129
 130 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 131 extern void finishidentcpu(void);
 132 extern void panicifcpuunsupported(void);
 133 extern void initializecpu(void);
 134
 135 static void cpu_startup(void *);
 136 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 137 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 138 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 139 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 140 #ifdef DIRECTIO
 141 extern void ffs_rawread_setup(void);
 142 #endif /* DIRECTIO */
 143 static void init_locks(void);
 144
 145 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 146
 147 int     _udatasel, _ucodesel;
 148 u_int   atdevbase;
 149 #ifdef SMP
 150 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 151 #else
 152 int64_t tsc_offsets[1];
 153 #endif
 154
 155 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 156 extern int swtch_optim_stats;
 157 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 158         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 159 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 160         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 161 #endif
 162
 163 int physmem = 0;
 164
 165 u_long ebda_addr = 0;
 166
 167 static int
 168 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 169 {
 170         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 171         return (error);
 172 }
 173
 174 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 175         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 176
 177 static int
 178 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 179 {
 180         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 181                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 182         return (error);
 183 }
 184
 185 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 186         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 187
 188 static int
 189 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 190 {
 191         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 192                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 193         return (error);
 194 }
 195
 196 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 197         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 198
 199 vm_paddr_t Maxmem;
 200 vm_paddr_t Realmem;
 201
 202 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 203 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 204
 205
 206 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 207 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 208 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 209 static struct trapframe proc0_tf;
 210
 211 static void
 212 cpu_startup(void *dummy)
 213 {
 214         caddr_t v;
 215         vm_size_t size = 0;
 216         vm_offset_t firstaddr;
 217
 218         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 219                 bootverbose++;
 220
 221         /*
 222          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 223          */
 224         kprintf("%s", version);
 225         startrtclock();
 226         printcpuinfo();
 227         panicifcpuunsupported();
 228 #ifdef PERFMON
 229         perfmon_init();
 230 #endif
 231         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 232                 (intmax_t)Realmem,
 233                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 234         /*
 235          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 236          */
 237         if (bootverbose) {
 238                 int indx;
 239
 240                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 241                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 242                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 243
 244                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 245                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 246                             size1 / PAGE_SIZE);
 247                 }
 248         }
 249
 250         /*
 251          * Allocate space for system data structures.
 252          * The first available kernel virtual address is in "v".
 253          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 254          * As pages of memory are allocated and cleared,
 255          * "firstaddr" is incremented.
 256          * An index into the kernel page table corresponding to the
 257          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 258          */
 259
 260         /*
 261          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 262          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 263          * addresses to the various data structures.
 264          */
 265         firstaddr = 0;
 266 again:
 267         v = (caddr_t)firstaddr;
 268
 269 #define valloc(name, type, num) \
 270             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 271 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 272             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 273
 274         /*
 275          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 276          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 277          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 278          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 279          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 280          * maxbcache bytes.
 281          *
 282          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 283          */
 284         if (nbuf == 0) {
 285                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 286                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 287
 288                 nbuf = 50;
 289                 if (kbytes > 4096)
 290                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 291                 if (kbytes > 65536)
 292                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 293                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 294                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 295         }
 296
 297         /*
 298          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 299          * kernel_map.
 300          */
 301         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 302                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 303                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 304         }
 305
 306         /* limit to 128 on i386 */
 307         nswbuf = max(min(nbuf/4, 128), 16);
 308 #ifdef NSWBUF_MIN
 309         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 310                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 311 #endif
 312 #ifdef DIRECTIO
 313         ffs_rawread_setup();
 314 #endif
 315
 316         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 317         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 318
 319         /*
 320          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 321          */
 322         if (firstaddr == 0) {
 323                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 324                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 325                 if (firstaddr == 0)
 326                         panic("startup: no room for tables");
 327                 goto again;
 328         }
 329
 330         /*
 331          * End of second pass, addresses have been assigned
 332          */
 333         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 334                 panic("startup: table size inconsistency");
 335
 336         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 337                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 338         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 339                       (nbuf*BKVASIZE));
 340         buffer_map.system_map = 1;
 341         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 342                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 343         pager_map.system_map = 1;
 344
 345 #if defined(USERCONFIG)
 346         userconfig();
 347         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 348 #endif
 349
 350         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 351                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 352                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 353
 354         /*
 355          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 356          */
 357         bufinit();
 358         vm_pager_bufferinit();
 359
 360         /* Log ELCR information */
 361         elcr_dump();
 362
 363 #ifdef SMP
 364         /*
 365          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 366          */
 367         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 368         mp_announce();
 369 #else
 370         MachIntrABI.finalize();
 371 #endif  /* SMP */
 372         cpu_setregs();
 373 }
 374
 375 /*
 376  * Send an interrupt to process.
 377  *
 378  * Stack is set up to allow sigcode stored
 379  * at top to call routine, followed by kcall
 380  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 381  * resets the signal mask, the stack, and the
 382  * frame pointer, it returns to the user
 383  * specified pc, psl.
 384  */
 385 void
 386 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 387 {
 388         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 389         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 390         struct trapframe *regs;
 391         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 392         struct sigframe sf, *sfp;
 393         int oonstack;
 394
 395         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 396         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 397
 398         /* save user context */
 399         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 400         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 401         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 402         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 403         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 404
 405         /* make the size of the saved context visible to userland */
 406         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 407
 408         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 409         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 410                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 411
 412         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 413         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 414             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 415                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 416                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 417                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 418         } else {
 419                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 420         }
 421
 422         /* Translate the signal is appropriate */
 423         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 424                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 425                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 426         }
 427
 428         /* Build the argument list for the signal handler. */
 429         sf.sf_signum = sig;
 430         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 431         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 432                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 433                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 434                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 435
 436                 /* fill siginfo structure */
 437                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 438                 sf.sf_si.si_code = code;
 439                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 440         }
 441         else {
 442                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 443                 sf.sf_siginfo = code;
 444                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 445                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 446         }
 447
 448         /*
 449          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 450          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 451          * eflags.
 452          */
 453         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 454                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 455                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 456
 457                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 458                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 459                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 460                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 461
 462                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 463                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 464                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 465                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 466
 467                 /*
 468                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 469                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 470                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 471                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 472                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 473                  */
 474                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 475         }
 476
 477         /*
 478          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 479          */
 480         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 481
 482         /*
 483          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 484          */
 485         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 486                 /*
 487                  * Something is wrong with the stack pointer.
 488                  * ...Kill the process.
 489                  */
 490                 sigexit(lp, SIGILL);
 491         }
 492
 493         regs->tf_esp = (int)sfp;
 494         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 495
 496         /*
 497          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 498          * on function entry
 499          */
 500         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 501
 502         regs->tf_cs = _ucodesel;
 503         regs->tf_ds = _udatasel;
 504         regs->tf_es = _udatasel;
 505
 506         /*
 507          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 508          * the userland program might be using both.
 509          *
 510          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 511          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 512          * return to userland.
 513          */
 514         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 515                 regs->tf_fs = _udatasel;
 516                 regs->tf_gs = _udatasel;
 517         }
 518         regs->tf_ss = _udatasel;
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 523  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 524  * issue.
 525  *
 526  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 527  * bad idea?
 528  */
 529 int
 530 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 531 {
 532         frame->tf_cs = _ucodesel;
 533         frame->tf_ds = _udatasel;
 534         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 535 #if 0
 536         frame->tf_fs = _udatasel;
 537         frame->tf_gs = _udatasel;
 538 #endif
 539         frame->tf_ss = _udatasel;
 540         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 541         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 542         return(0);
 543 }
 544
 545 int
 546 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 547 {
 548          struct segment_descriptor *desc;
 549          int i;
 550
 551          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 552                 desc = &tls->tls[i];
 553                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 554                         continue;
 555                 if (desc->sd_def32 == 0)
 556                         return(ENXIO);
 557                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 558                         return(ENXIO);
 559                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 560                         return(ENXIO);
 561                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 562                         return(ENXIO);
 563          }
 564          return(0);
 565 }
 566
 567 /*
 568  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 569  *
 570  * System call to cleanup state after a signal
 571  * has been taken.  Reset signal mask and
 572  * stack state from context left by sendsig (above).
 573  * Return to previous pc and psl as specified by
 574  * context left by sendsig. Check carefully to
 575  * make sure that the user has not modified the
 576  * state to gain improper privileges.
 577  *
 578  * MPSAFE
 579  */
 580 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 581 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 582
 583 int
 584 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 585 {
 586         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 587         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 588         struct trapframe *regs;
 589         ucontext_t uc;
 590         ucontext_t *ucp;
 591         int cs;
 592         int eflags;
 593         int error;
 594
 595         /*
 596          * We have to copy the information into kernel space so userland
 597          * can't modify it while we are sniffing it.
 598          */
 599         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 600         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 601         if (error)
 602                 return (error);
 603         ucp = &uc;
 604         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 605
 606         if (eflags & PSL_VM) {
 607                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 608                 struct vm86_kernel *vm86;
 609
 610                 /*
 611                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 612                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 613                  */
 614                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 615                         return (EINVAL);
 616                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 617                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 618                         return (EINVAL);
 619
 620                 /* go back to user mode if both flags are set */
 621                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 622                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 623
 624                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 625                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 626                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 627                 } else {
 628                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 629                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 630                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 631                 }
 632                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 633                 tf->tf_eflags = eflags;
 634                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 635                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 636                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 637                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 638                 tf->tf_ds = _udatasel;
 639                 tf->tf_es = _udatasel;
 640 #if 0
 641                 tf->tf_fs = _udatasel;
 642                 tf->tf_gs = _udatasel;
 643 #endif
 644         } else {
 645                 /*
 646                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 647                  */
 648                 /*
 649                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 650                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 651                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 652                  * the signal context during signal handling and there is no
 653                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 654                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 655                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 656                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 657                  */
 658                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 659                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 660                         return(EINVAL);
 661                 }
 662
 663                 /*
 664                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 665                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 666                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 667                  */
 668                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 669                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 670                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 671                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 672                         return(EINVAL);
 673                 }
 674                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 675         }
 676
 677         /*
 678          * Restore the FPU state from the frame
 679          */
 680         crit_enter();
 681         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 682
 683         /*
 684          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 685          * semantics against system calls.
 686          */
 687         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 688                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 689
 690         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 691                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 692         else
 693                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 694
 695         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 696         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 697         crit_exit();
 698         return(EJUSTRETURN);
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 703  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 704  * already been pushed on the stack.
 705  */
 706 struct upc_frame {
 707         register_t      eax;
 708         register_t      ecx;
 709         register_t      edx;
 710         register_t      flags;
 711         register_t      oldip;
 712 };
 713
 714 void
 715 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 716 {
 717         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 718         struct trapframe *regs;
 719         struct upcall upcall;
 720         struct upc_frame upc_frame;
 721         int     crit_count = 0;
 722
 723         /*
 724          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 725          * context, switch back to the virtual kernel context before
 726          * trying to post the signal.
 727          */
 728         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 729                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 730                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 731         }
 732
 733         /*
 734          * Get the upcall data structure
 735          */
 736         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 737             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 738         ) {
 739                 vu->vu_pending = 0;
 740                 kprintf("bad upcall address\n");
 741                 return;
 742         }
 743
 744         /*
 745          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 746          * section count, mark the data structure as pending and return
 747          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 748          */
 749         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 750                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 751                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 752                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 753                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 754                 }
 755                 return;
 756         }
 757
 758         /*
 759          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 760          *
 761          * Bump our critical section count and set or clear the
 762          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 763          * pending.  The user will be responsible for calling
 764          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 765          */
 766         vu->vu_pending = 0;
 767         upcall.upc_pending = morepending;
 768         ++crit_count;
 769         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 770                 sizeof(upcall.upc_pending));
 771         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 772                 sizeof(int));
 773
 774         /*
 775          * Construct a stack frame and issue the upcall
 776          */
 777         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 778         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 779         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 780         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 781         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 782         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 783         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 784             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 785                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 786         } else {
 787                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 788                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 789                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 790                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 791                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 792         }
 793 }
 794
 795 /*
 796  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 797  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 798  * being overwritten by the syscall return value.
 799  *
 800  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 801  * and the function pointer in %eax.
 802  */
 803 int
 804 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 805 {
 806         struct upc_frame upc_frame;
 807         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 808         struct trapframe *regs;
 809         int error;
 810         struct upcall upcall;
 811         int crit_count;
 812
 813         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 814
 815         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 816         if (error == 0) {
 817             if (vu) {
 818                 /*
 819                  * This jumps us to the next ready context.
 820                  */
 821                 vu->vu_pending = 0;
 822                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 823                 crit_count = 0;
 824                 if (error == 0)
 825                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 826                 ++crit_count;
 827                 if (error == 0)
 828                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 829                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 830                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 831                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 832                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 833                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 834             } else {
 835                 /*
 836                  * This returns us to the originally interrupted code.
 837                  */
 838                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 839                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 840                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 841                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 842                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 843                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 844                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 845                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 846             }
 847         }
 848         if (error == 0)
 849                 error = EJUSTRETURN;
 850         return(error);
 851 }
 852
 853 /*
 854  * Machine dependent boot() routine
 855  *
 856  * I haven't seen anything to put here yet
 857  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 858  */
 859 void
 860 cpu_boot(int howto)
 861 {
 862 }
 863
 864 /*
 865  * Shutdown the CPU as much as possible
 866  */
 867 void
 868 cpu_halt(void)
 869 {
 870         for (;;)
 871                 __asm__ __volatile("hlt");
 872 }
 873
 874 /*
 875  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 876  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 877  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 878  *
 879  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 880  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 881  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 882  * critical section.
 883  *
 884  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 885  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
 886  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
 887  *       lwkt_switch() sets RQF_WAKEUP. We usually check
 888  *       RQF_IDLECHECK_WK_MASK.
 889  *
 890  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 891  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 892  */
 893 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 894 static int      cpu_idle_hltcnt;
 895 static int      cpu_idle_spincnt;
 896 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
 897 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 898     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 899 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 900     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 901 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 902     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 903 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 904     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 905
 906 static void
 907 cpu_idle_default_hook(void)
 908 {
 909         /*
 910          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 911          * following the sti.
 912          */
 913         __asm __volatile("sti; hlt");
 914 }
 915
 916 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 917 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 918
 919 void
 920 cpu_idle(void)
 921 {
 922         globaldata_t gd = mycpu;
 923         struct thread *td = gd->gd_curthread;
 924         int reqflags;
 925         int quick;
 926
 927         crit_exit();
 928         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 929         for (;;) {
 930                 /*
 931                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 932                  */
 933                 lwkt_switch();
 934
 935                 /*
 936                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 937                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 938                  * splz() does the job.
 939                  *
 940                  * cpu_idle_hlt:
 941                  *      0       Never halt, just spin
 942                  *
 943                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 944                  *              This typically eats more power than the
 945                  *              ACPI halt.
 946                  *
 947                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 948                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 949                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 950                  *
 951                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 952                  *              eats the least amount of power but the cpu
 953                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 954                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 955                  *
 956                  *
 957                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 958                  *       section.
 959                  *
 960                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.  Also we
 961                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 962                  *       it overflows.
 963                  */
 964                 ++gd->gd_idle_repeat;
 965                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 966                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 967                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 968                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 969
 970                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 971                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 972                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
 973                         ++cpu_idle_hltcnt;
 974                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 975                         __asm __volatile("cli");
 976                         splz();
 977                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 978                                 if (quick)
 979                                         cpu_idle_default_hook();
 980                                 else
 981                                         cpu_idle_hook();
 982                         }
 983                         __asm __volatile("sti");
 984                         ++cpu_idle_hltcnt;
 985                 } else {
 986                         splz();
 987                         __asm __volatile("sti");
 988                         ++cpu_idle_spincnt;
 989                 }
 990         }
 991 }
 992
 993 #ifdef SMP
 994
 995 /*
 996  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 997  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 998  * we let it spin.
 999  */
1000 void
1001 cpu_spinlock_contested(void)
1002 {
1003         cpu_pause();
1004 }
1005
1006 #endif
1007
1008 /*
1009  * Clear registers on exec
1010  */
1011 void
1012 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1013 {
1014         struct thread *td = curthread;
1015         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1016         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1017         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1018
1019         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1020         user_ldt_free(pcb);
1021
1022         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1023         regs->tf_eip = entry;
1024         regs->tf_esp = stack;
1025         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1026         regs->tf_ss = _udatasel;
1027         regs->tf_ds = _udatasel;
1028         regs->tf_es = _udatasel;
1029         regs->tf_fs = _udatasel;
1030         regs->tf_gs = _udatasel;
1031         regs->tf_cs = _ucodesel;
1032
1033         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1034         regs->tf_ebx = ps_strings;
1035
1036         /*
1037          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1038          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1039          */
1040         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1041                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1042                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1043                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1044                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1045                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1046                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1047                 if (pcb == td->td_pcb) {
1048                         /*
1049                          * Clear the debug registers on the running
1050                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1051                          * the next process we switch to.
1052                          */
1053                         reset_dbregs();
1054                 }
1055                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1056         }
1057
1058         /*
1059          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1060          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1061          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1062          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1063          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1064          */
1065         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1066
1067         /*
1068          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1069          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1070          * in npxdna().
1071          */
1072         crit_enter();
1073         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1074
1075 #if NNPX > 0
1076         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1077         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1078 #endif
1079         crit_exit();
1080
1081         /*
1082          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1083          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1084          * return value to 0.
1085          */
1086 }
1087
1088 void
1089 cpu_setregs(void)
1090 {
1091         unsigned int cr0;
1092
1093         cr0 = rcr0();
1094         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1095         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1096         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1097         load_cr0(cr0);
1098         load_gs(_udatasel);
1099 }
1100
1101 static int
1102 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1103 {
1104         int error;
1105         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1106                 req);
1107         if (!error && req->newptr)
1108                 resettodr();
1109         return (error);
1110 }
1111
1112 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1113         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1114
1115 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1116         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1117
1118 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1119         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1120
1121 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1122         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1123
1124 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1125 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1126         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1127
1128 /*
1129  * Initialize 386 and configure to run kernel
1130  */
1131
1132 /*
1133  * Initialize segments & interrupt table
1134  */
1135
1136 int _default_ldt;
1137 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1138 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1139 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1140 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1141
1142 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1143 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1144
1145 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1146 extern int has_f00f_bug;
1147 #endif
1148
1149 static struct i386tss dblfault_tss;
1150 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1151
1152 extern  struct user *proc0paddr;
1153
1154
1155 /* software prototypes -- in more palatable form */
1156 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1157 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1158 {       0x0,                    /* segment base address  */
1159         0x0,                    /* length */
1160         0,                      /* segment type */
1161         0,                      /* segment descriptor priority level */
1162         0,                      /* segment descriptor present */
1163         0, 0,
1164         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1165         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1166 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1167 {       0x0,                    /* segment base address  */
1168         0xfffff,                /* length - all address space */
1169         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1170         0,                      /* segment descriptor priority level */
1171         1,                      /* segment descriptor present */
1172         0, 0,
1173         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1174         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1175 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1176 {       0x0,                    /* segment base address  */
1177         0xfffff,                /* length - all address space */
1178         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1179         0,                      /* segment descriptor priority level */
1180         1,                      /* segment descriptor present */
1181         0, 0,
1182         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1183         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1184 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1185 {       0x0,                    /* segment base address  */
1186         0xfffff,                /* length - all address space */
1187         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1188         0,                      /* segment descriptor priority level */
1189         1,                      /* segment descriptor present */
1190         0, 0,
1191         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1192         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1193 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1194 {
1195         0x0,                    /* segment base address */
1196         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1197         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1198         0,                      /* segment descriptor priority level */
1199         1,                      /* segment descriptor present */
1200         0, 0,
1201         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1202         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1203 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1204 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1205         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1206         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1207         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1208         1,                      /* segment descriptor present */
1209         0, 0,
1210         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1211         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1212 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1213 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1214         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1215         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1216         0,                      /* segment descriptor priority level */
1217         1,                      /* segment descriptor present */
1218         0, 0,
1219         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1220         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1221 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1222 {       0x0,                    /* segment base address  */
1223         0x0,                    /* length - all address space */
1224         0,                      /* segment type */
1225         0,                      /* segment descriptor priority level */
1226         0,                      /* segment descriptor present */
1227         0, 0,
1228         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1229         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1230 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1231 {       0x400,                  /* segment base address */
1232         0xfffff,                /* length */
1233         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1234         0,                      /* segment descriptor priority level */
1235         1,                      /* segment descriptor present */
1236         0, 0,
1237         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1238         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1239 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1240 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1241         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1242         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1243         0,                      /* segment descriptor priority level */
1244         1,                      /* segment descriptor present */
1245         0, 0,
1246         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1247         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1248 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1249 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1250         0xfffff,                /* length */
1251         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1252         0,                      /* segment descriptor priority level */
1253         1,                      /* segment descriptor present */
1254         0, 0,
1255         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1256         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1257 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1258 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1259         0xfffff,                /* length */
1260         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1261         0,                      /* segment descriptor priority level */
1262         1,                      /* segment descriptor present */
1263         0, 0,
1264         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1265         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1266 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1267 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1268         0xfffff,                /* length */
1269         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1270         0,                      /* segment descriptor priority level */
1271         1,                      /* segment descriptor present */
1272         0, 0,
1273         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1274         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1275 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1276 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1277         0xfffff,                /* length */
1278         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1279         0,                      /* segment descriptor priority level */
1280         1,                      /* segment descriptor present */
1281         0, 0,
1282         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1283         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1284 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1285 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1286         0xfffff,                /* length */
1287         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1288         0,                      /* segment descriptor priority level */
1289         1,                      /* segment descriptor present */
1290         0, 0,
1291         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1292         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1293 /* GTLS_START 15 TLS */
1294 {       0x0,                    /* segment base address  */
1295         0x0,                    /* length */
1296         0,                      /* segment type */
1297         0,                      /* segment descriptor priority level */
1298         0,                      /* segment descriptor present */
1299         0, 0,
1300         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1301         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1302 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1303 {       0x0,                    /* segment base address  */
1304         0x0,                    /* length */
1305         0,                      /* segment type */
1306         0,                      /* segment descriptor priority level */
1307         0,                      /* segment descriptor present */
1308         0, 0,
1309         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1310         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1311 /* GTLS_END 17 TLS */
1312 {       0x0,                    /* segment base address  */
1313         0x0,                    /* length */
1314         0,                      /* segment type */
1315         0,                      /* segment descriptor priority level */
1316         0,                      /* segment descriptor present */
1317         0, 0,
1318         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1319         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1320 };
1321
1322 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1323         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1324 {       0x0,                    /* segment base address  */
1325         0x0,                    /* length - all address space */
1326         0,                      /* segment type */
1327         0,                      /* segment descriptor priority level */
1328         0,                      /* segment descriptor present */
1329         0, 0,
1330         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1331         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1332         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1333 {       0x0,                    /* segment base address  */
1334         0x0,                    /* length - all address space */
1335         0,                      /* segment type */
1336         0,                      /* segment descriptor priority level */
1337         0,                      /* segment descriptor present */
1338         0, 0,
1339         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1340         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1341         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1342 {       0x0,                    /* segment base address  */
1343         0x0,                    /* length - all address space */
1344         0,                      /* segment type */
1345         0,                      /* segment descriptor priority level */
1346         0,                      /* segment descriptor present */
1347         0, 0,
1348         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1349         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1350         /* Code Descriptor for user */
1351 {       0x0,                    /* segment base address  */
1352         0xfffff,                /* length - all address space */
1353         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1354         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1355         1,                      /* segment descriptor present */
1356         0, 0,
1357         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1358         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1359         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1360 {       0x0,                    /* segment base address  */
1361         0x0,                    /* length - all address space */
1362         0,                      /* segment type */
1363         0,                      /* segment descriptor priority level */
1364         0,                      /* segment descriptor present */
1365         0, 0,
1366         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1367         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1368         /* Data Descriptor for user */
1369 {       0x0,                    /* segment base address  */
1370         0xfffff,                /* length - all address space */
1371         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1372         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1373         1,                      /* segment descriptor present */
1374         0, 0,
1375         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1376         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1377 };
1378
1379 void
1380 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1381 {
1382         struct gate_descriptor *ip;
1383
1384         ip = idt + idx;
1385         ip->gd_looffset = (int)func;
1386         ip->gd_selector = selec;
1387         ip->gd_stkcpy = 0;
1388         ip->gd_xx = 0;
1389         ip->gd_type = typ;
1390         ip->gd_dpl = dpl;
1391         ip->gd_p = 1;
1392         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1393 }
1394
1395 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1396
1397 extern inthand_t
1398         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1399         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1400         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1401         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1402         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1403         IDTVEC(rsvd0);
1404 extern inthand_t
1405         IDTVEC(int0x80_syscall);
1406
1407 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1408 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1409 #endif
1410
1411 void
1412 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1413 {
1414         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1415         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1416         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1417         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1418         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1419         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1420         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1425  * available physical memory in the system, then test this memory and
1426  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1427  *
1428  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1429  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1430  *
1431  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1432  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1433  */
1434 static void
1435 getmemsize(int first)
1436 {
1437         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1438         int hasbrokenint12;
1439         u_int basemem, extmem;
1440         struct vm86frame vmf;
1441         struct vm86context vmc;
1442         vm_offset_t pa;
1443         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1444         pt_entry_t *pte;
1445         quad_t maxmem;
1446         struct {
1447                 u_int64_t base;
1448                 u_int64_t length;
1449                 u_int32_t type;
1450         } *smap;
1451         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1452
1453         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1454         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1455         basemem = 0;
1456
1457         /*
1458          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1459          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1460          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1461          */
1462         hasbrokenint12 = 0;
1463         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1464         if (hasbrokenint12) {
1465                 goto int15e820;
1466         }
1467
1468         /*
1469          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1470          * value give the bios some scribble space just in case.
1471          */
1472         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1473         basemem = vmf.vmf_ax;
1474         if (basemem > 640) {
1475                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1476                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1477                 basemem = 636;
1478         }
1479
1480         /*
1481          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1482          * between the end of base memory and the start of
1483          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1484          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1485          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1486          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1487          * to begin with and then parts of it are remapped.
1488          * The parts that aren't remapped form holes that
1489          * remain read-only and are unused by the kernel.
1490          * The base memory area is below the physical end of
1491          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1492          * The part of it from PAGE_SIZE to
1493          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1494          * remapped and used by the kernel later.)
1495          *
1496          * This code is similar to the code used in
1497          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1498          * allocated we simply change the mapping.
1499          */
1500         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1501              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1502                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1503                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1504         }
1505
1506         /*
1507          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1508          * that the bios can scribble on it.
1509          */
1510         pte = vm86paddr;
1511         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1512                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1513
1514 int15e820:
1515         /*
1516          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1517          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1518          */
1519         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1520         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1521
1522         /*
1523          * get memory map with INT 15:E820
1524          */
1525 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1526 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1527
1528         vmc.npages = 0;
1529         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1530         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1531
1532         physmap_idx = 0;
1533         vmf.vmf_ebx = 0;
1534         do {
1535                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1536                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1537                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1538                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1539                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1540                         break;
1541                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1542                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1543                                 smap->type,
1544                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1545                                 (u_int32_t)smap->base,
1546                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1547                                 (u_int32_t)smap->length);
1548
1549                 if (smap->type != 0x01)
1550                         goto next_run;
1551
1552                 if (smap->length == 0)
1553                         goto next_run;
1554
1555                 Realmem += smap->length;
1556
1557                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1558                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1559                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1560                         goto next_run;
1561                 }
1562
1563                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1564                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1565                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1566                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1567                                                 "memory region, ignoring "
1568                                                 "second region\n");
1569                                 }
1570                                 Realmem -= smap->length;
1571                                 goto next_run;
1572                         }
1573                 }
1574
1575                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1576                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1577                         goto next_run;
1578                 }
1579
1580                 physmap_idx += 2;
1581                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1582                         kprintf("Too many segments in the physical "
1583                                 "address map, giving up\n");
1584                         break;
1585                 }
1586                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1587                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1588 next_run:
1589                 ; /* fix GCC3.x warning */
1590         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1591
1592         /*
1593          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1594          */
1595         if (basemem == 0) {
1596                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1597                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1598                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1599                                 break;
1600                         }
1601                 }
1602
1603                 if (basemem == 0) {
1604                         basemem = 640;
1605                 }
1606
1607                 if (basemem > 640) {
1608                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1609                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1610                         basemem = 640;
1611                 }
1612
1613                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1614                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1615                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1616                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1617                 }
1618
1619                 pte = vm86paddr;
1620                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1621                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1622         }
1623
1624         if (physmap[1] != 0)
1625                 goto physmap_done;
1626
1627         /*
1628          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1629          */
1630         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1631         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1632                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1633         } else {
1634 #if 0
1635                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1636                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1637                 extmem = vmf.vmf_ax;
1638 #else
1639                 /*
1640                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1641                  */
1642                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1643 #endif
1644         }
1645
1646         /*
1647          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1648          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1649          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1650          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1651          * them beyond the limit.
1652          *
1653          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1654          *      chop it to 15MB.
1655          */
1656         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1657                 extmem = 15 * 1024;
1658
1659         physmap[0] = 0;
1660         physmap[1] = basemem * 1024;
1661         physmap_idx = 2;
1662         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1663         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1664
1665 physmap_done:
1666         /*
1667          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1668          */
1669
1670 #ifdef SMP
1671         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1672         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1673
1674         /* Save EBDA address, if any */
1675         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1676         ebda_addr <<= 4;
1677 #endif
1678
1679         /*
1680          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1681          * highest page of the physical address space.  It should be
1682          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1683          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1684          */
1685         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1686
1687 #ifdef MAXMEM
1688         Maxmem = MAXMEM / 4;
1689 #endif
1690
1691         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1692                 Maxmem = atop(maxmem);
1693
1694         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1695             (boothowto & RB_VERBOSE))
1696                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1697
1698         /*
1699          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1700          * extend the last memory segment to the new limit.
1701          */
1702         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1703                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1704
1705         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1706         pmap_bootstrap(first, 0);
1707
1708         /*
1709          * Size up each available chunk of physical memory.
1710          */
1711         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1712         pa_indx = 0;
1713         da_indx = 1;
1714         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1715         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1716         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1717
1718         pte = CMAP1;
1719
1720         /*
1721          * Get dcons buffer address
1722          */
1723         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1724             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1725                 dcons_addr = 0;
1726
1727         /*
1728          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1729          * round up the start address and round down the end address.
1730          */
1731         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1732                 vm_offset_t end;
1733
1734                 end = ptoa(Maxmem);
1735                 if (physmap[i + 1] < end)
1736                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1737                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1738                         int tmp, page_bad, full;
1739 #if 0
1740                         int *ptr = 0;
1741 #else
1742                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1743 #endif
1744                         full = FALSE;
1745
1746                         /*
1747                          * block out kernel memory as not available.
1748                          */
1749                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1750                                 goto do_dump_avail;
1751
1752                         /*
1753                          * block out dcons buffer
1754                          */
1755                         if (dcons_addr > 0
1756                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1757                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1758                                 goto do_dump_avail;
1759
1760                         page_bad = FALSE;
1761
1762                         /*
1763                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1764                          */
1765                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1766                         cpu_invltlb();
1767
1768                         tmp = *(int *)ptr;
1769                         /*
1770                          * Test for alternating 1's and 0's
1771                          */
1772                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1773                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1774                                 page_bad = TRUE;
1775                         }
1776                         /*
1777                          * Test for alternating 0's and 1's
1778                          */
1779                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1780                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1781                         page_bad = TRUE;
1782                         }
1783                         /*
1784                          * Test for all 1's
1785                          */
1786                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1787                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1788                                 page_bad = TRUE;
1789                         }
1790                         /*
1791                          * Test for all 0's
1792                          */
1793                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1794                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1795                                 page_bad = TRUE;
1796                         }
1797                         /*
1798                          * Restore original value.
1799                          */
1800                         *(int *)ptr = tmp;
1801
1802                         /*
1803                          * Adjust array of valid/good pages.
1804                          */
1805                         if (page_bad == TRUE) {
1806                                 continue;
1807                         }
1808                         /*
1809                          * If this good page is a continuation of the
1810                          * previous set of good pages, then just increase
1811                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1812                          * Note that "end" points one higher than end,
1813                          * making the range >= start and < end.
1814                          * If we're also doing a speculative memory
1815                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1816                          * so that we keep going. The first bad page
1817                          * will terminate the loop.
1818                          */
1819                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1820                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1821                         } else {
1822                                 pa_indx++;
1823                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1824                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1825                                         pa_indx--;
1826                                         full = TRUE;
1827                                         goto do_dump_avail;
1828                                 }
1829                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1830                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1831                         }
1832                         physmem++;
1833 do_dump_avail:
1834                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1835                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1836                         } else {
1837                                 da_indx++;
1838                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1839                                         da_indx--;
1840                                         goto do_next;
1841                                 }
1842                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1843                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1844                         }
1845 do_next:
1846                         if (full)
1847                                 break;
1848
1849                 }
1850         }
1851         *pte = 0;
1852         cpu_invltlb();
1853
1854         /*
1855          * XXX
1856          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1857          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1858          * calculation, etc.).
1859          */
1860         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1861             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1862                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1863                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1864                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1865         }
1866
1867         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1868
1869         /* Trim off space for the message buffer. */
1870         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1871
1872         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1873 }
1874
1875 #ifdef SMP
1876 #ifdef APIC_IO
1877 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1878 #else
1879 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1880 #endif
1881 TUNABLE_INT("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1882 extern struct machintr_abi MachIntrABI_APIC;
1883 #endif
1884
1885 struct machintr_abi MachIntrABI;
1886
1887 /*
1888  * IDT VECTORS:
1889  *      0       Divide by zero
1890  *      1       Debug
1891  *      2       NMI
1892  *      3       BreakPoint
1893  *      4       OverFlow
1894  *      5       Bound-Range
1895  *      6       Invalid OpCode
1896  *      7       Device Not Available (x87)
1897  *      8       Double-Fault
1898  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1899  *      10      Invalid-TSS
1900  *      11      Segment not present
1901  *      12      Stack
1902  *      13      General Protection
1903  *      14      Page Fault
1904  *      15      Reserved
1905  *      16      x87 FP Exception pending
1906  *      17      Alignment Check
1907  *      18      Machine Check
1908  *      19      SIMD floating point
1909  *      20-31   reserved
1910  *      32-255  INTn/external sources
1911  */
1912 void
1913 init386(int first)
1914 {
1915         struct gate_descriptor *gdp;
1916         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1917         struct mdglobaldata *gd;
1918
1919         /*
1920          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1921          */
1922         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1923         bzero(gd, sizeof(*gd));
1924
1925         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1926         thread0.td_gd = &gd->mi;
1927
1928         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1929
1930         metadata_missing = 0;
1931         if (bootinfo.bi_modulep) {
1932                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1933                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1934         } else {
1935                 metadata_missing = 1;
1936         }
1937         if (bootinfo.bi_envp)
1938                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1939
1940         /*
1941          * Default MachIntrABI to ICU
1942          */
1943         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1944 #ifdef SMP
1945         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1946 #endif
1947
1948         /*
1949          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1950          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1951          */
1952         ncpus = 1;
1953         ncpus2 = 1;
1954         ncpus_fit = 1;
1955         /* Init basic tunables, hz etc */
1956         init_param1();
1957
1958         /*
1959          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1960          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1961          * the address space
1962          */
1963         /*
1964          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1965          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1966          */
1967         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1968         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1969
1970         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1971                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1972         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1973         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1974                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1975
1976         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1977
1978         /*
1979          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1980          * early in the boot sequence because the system assumes
1981          * that 'curthread' is never NULL.
1982          */
1983
1984         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1985 #ifdef BDE_DEBUGGER
1986                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1987                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1988                         continue;
1989 #endif
1990                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
1991         }
1992
1993         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1994         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
1995         lgdt(&r_gdt);
1996
1997         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1998         cpu_gdinit(gd, 0);
1999         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2000         safepri = TDPRI_MAX;
2001
2002         /* make ldt memory segments */
2003         /*
2004          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
2005          * should be spelled ...MAX_USER...
2006          */
2007         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2008         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2009         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
2010                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2011
2012         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2013         lldt(_default_ldt);
2014         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
2015         /* spinlocks and the BGL */
2016         init_locks();
2017
2018         /*
2019          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
2020          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
2021          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
2022          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
2023          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
2024          * determine the fault address.
2025          */
2026         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2027 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
2028                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2029 #else
2030                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2031 #endif
2032         }
2033         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2034         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2035         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2036         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2037         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2038         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2039         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2040         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2041         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2042         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2043         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2044         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2045         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2046         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2047         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2048         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2049         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2050         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2051         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2052         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2053         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2054                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2055
2056         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2057         r_idt.rd_base = (int) idt;
2058         lidt(&r_idt);
2059
2060         /*
2061          * Initialize the console before we print anything out.
2062          */
2063         cninit();
2064
2065         if (metadata_missing)
2066                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2067
2068 #if     NISA >0
2069         elcr_probe();
2070         isa_defaultirq();
2071 #endif
2072         rand_initialize();
2073
2074 #ifdef DDB
2075         kdb_init();
2076         if (boothowto & RB_KDB)
2077                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2078 #endif
2079
2080         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2081         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2082         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2083         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2084
2085         /*
2086          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2087          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2088          */
2089         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2090         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2091         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2092         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2093         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2094         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2095         ltr(gsel_tss);
2096
2097         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2098             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2099         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2100             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2101         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2102         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2103         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2104         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2105             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2106         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2107         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2108         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2109
2110         vm86_initialize();
2111         getmemsize(first);
2112         init_param2(physmem);
2113
2114         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2115
2116         /* Map the message buffer. */
2117         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2118                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2119
2120         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2121
2122         /* make a call gate to reenter kernel with */
2123         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2124
2125         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2126         gdp->gd_looffset = x++;
2127         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2128         gdp->gd_stkcpy = 1;
2129         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2130         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2131         gdp->gd_p = 1;
2132         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2133
2134         /* XXX does this work? */
2135         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2136         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2137
2138         /* transfer to user mode */
2139
2140         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2141         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2142
2143         /* setup proc 0's pcb */
2144         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2145         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2146         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2147         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2152  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2153  * data space were allocated in locore.
2154  *
2155  * Note: the idlethread's cpl is 0
2156  *
2157  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2158  */
2159 void
2160 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2161 {
2162         if (cpu)
2163                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2164
2165         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2166                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2167                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2168                         0, &gd->mi);
2169         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2170         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2171         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2172         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2173 }
2174
2175 int
2176 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2177 {
2178         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2179             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2180                 return (TRUE);
2181         }
2182         return (FALSE);
2183 }
2184
2185 struct globaldata *
2186 globaldata_find(int cpu)
2187 {
2188         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2189         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2190 }
2191
2192 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2193 static void f00f_hack(void *unused);
2194 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2195
2196 static void
2197 f00f_hack(void *unused)
2198 {
2199         struct gate_descriptor *new_idt;
2200         vm_offset_t tmp;
2201
2202         if (!has_f00f_bug)
2203                 return;
2204
2205         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2206
2207         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2208
2209         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2210         if (tmp == 0)
2211                 panic("kmem_alloc returned 0");
2212         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2213                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2214         /* Put the first seven entries in the lower page */
2215         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2216         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2217         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2218         lidt(&r_idt);
2219         idt = new_idt;
2220         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2221                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2222                 panic("vm_map_protect failed");
2223         return;
2224 }
2225 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2226
2227 int
2228 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2229 {
2230         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2231         return (0);
2232 }
2233
2234 int
2235 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2236 {
2237         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2238         return (0);
2239 }
2240
2241 int
2242 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2243 {
2244         struct trapframe *tp;
2245
2246         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2247         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2248         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2249         regs->r_es = tp->tf_es;
2250         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2251         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2252         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2253         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2254         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2255         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2256         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2257         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2258         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2259         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2260         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2261         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2262         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2263         return (0);
2264 }
2265
2266 int
2267 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2268 {
2269         struct trapframe *tp;
2270
2271         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2272         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2273             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2274                 return (EINVAL);
2275         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2276         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2277         tp->tf_es = regs->r_es;
2278         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2279         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2280         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2281         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2282         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2283         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2284         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2285         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2286         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2287         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2288         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2289         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2290         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2291         return (0);
2292 }
2293
2294 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2295 static void
2296 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2297 {
2298         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2299         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2300         int i;
2301
2302         /* FPU control/status */
2303         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2304         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2305         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2306         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2307         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2308         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2309         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2310         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2311
2312         /* FPU registers */
2313         for (i = 0; i < 8; ++i)
2314                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2315
2316         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2317 }
2318
2319 static void
2320 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2321 {
2322         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2323         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2324         int i;
2325
2326         /* FPU control/status */
2327         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2328         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2329         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2330         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2331         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2332         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2333         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2334         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2335
2336         /* FPU registers */
2337         for (i = 0; i < 8; ++i)
2338                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2339
2340         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2341 }
2342 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2343
2344 int
2345 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2346 {
2347 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2348         if (cpu_fxsr) {
2349                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2350                                 (struct save87 *)fpregs);
2351                 return (0);
2352         }
2353 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2354         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2355         return (0);
2356 }
2357
2358 int
2359 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2360 {
2361 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2362         if (cpu_fxsr) {
2363                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2364                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2365                 return (0);
2366         }
2367 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2368         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2369         return (0);
2370 }
2371
2372 int
2373 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2374 {
2375         if (lp == NULL) {
2376                 dbregs->dr0 = rdr0();
2377                 dbregs->dr1 = rdr1();
2378                 dbregs->dr2 = rdr2();
2379                 dbregs->dr3 = rdr3();
2380                 dbregs->dr4 = rdr4();
2381                 dbregs->dr5 = rdr5();
2382                 dbregs->dr6 = rdr6();
2383                 dbregs->dr7 = rdr7();
2384         } else {
2385                 struct pcb *pcb;
2386
2387                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2388                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2389                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2390                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2391                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2392                 dbregs->dr4 = 0;
2393                 dbregs->dr5 = 0;
2394                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2395                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2396         }
2397         return (0);
2398 }
2399
2400 int
2401 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2402 {
2403         if (lp == NULL) {
2404                 load_dr0(dbregs->dr0);
2405                 load_dr1(dbregs->dr1);
2406                 load_dr2(dbregs->dr2);
2407                 load_dr3(dbregs->dr3);
2408                 load_dr4(dbregs->dr4);
2409                 load_dr5(dbregs->dr5);
2410                 load_dr6(dbregs->dr6);
2411                 load_dr7(dbregs->dr7);
2412         } else {
2413                 struct pcb *pcb;
2414                 struct ucred *ucred;
2415                 int i;
2416                 uint32_t mask1, mask2;
2417
2418                 /*
2419                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2420                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2421                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2422                  * TRCTRAP.
2423                  */
2424                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2425                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2426                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2427                                 return (EINVAL);
2428
2429                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2430                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2431
2432                 /*
2433                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2434                  * process's address space.  If a process could do this, it
2435                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2436                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2437                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2438                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2439                  * uid 0.
2440                  *
2441                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2442                  * address space is written into from within the kernel
2443                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2444                  * from within kernel mode?
2445                  */
2446
2447                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2448                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2449                                 /* dr0 is enabled */
2450                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2451                                         return (EINVAL);
2452                         }
2453
2454                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2455                                 /* dr1 is enabled */
2456                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2457                                         return (EINVAL);
2458                         }
2459
2460                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2461                                 /* dr2 is enabled */
2462                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2463                                         return (EINVAL);
2464                         }
2465
2466                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2467                                 /* dr3 is enabled */
2468                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2469                                         return (EINVAL);
2470                         }
2471                 }
2472
2473                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2474                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2475                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2476                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2477                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2478                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2479
2480                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2481         }
2482
2483         return (0);
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2488  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2489  */
2490 int
2491 user_dbreg_trap(void)
2492 {
2493         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2494         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2495         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2496         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2497         int i;
2498
2499         dr7 = rdr7();
2500         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2501                 /*
2502                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2503                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2504                  * hardware debug registers
2505                  */
2506                 return 0;
2507         }
2508
2509         nbp = 0;
2510         dr6 = rdr6();
2511         bp = dr6 & 0x0000000f;
2512
2513         if (!bp) {
2514                 /*
2515                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2516                  * trap was not caused by any of the debug registers
2517                  */
2518                 return 0;
2519         }
2520
2521         /*
2522          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2523          * which ones and if any of them are user space addresses
2524          */
2525
2526         if (bp & 0x01) {
2527                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2528         }
2529         if (bp & 0x02) {
2530                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2531         }
2532         if (bp & 0x04) {
2533                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2534         }
2535         if (bp & 0x08) {
2536                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2537         }
2538
2539         for (i=0; i<nbp; i++) {
2540                 if (addr[i] <
2541                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2542                         /*
2543                          * addr[i] is in user space
2544                          */
2545                         return nbp;
2546                 }
2547         }
2548
2549         /*
2550          * None of the breakpoints are in user space.
2551          */
2552         return 0;
2553 }
2554
2555
2556 #ifndef DDB
2557 void
2558 Debugger(const char *msg)
2559 {
2560         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2561 }
2562 #endif /* no DDB */
2563
2564 #ifdef DDB
2565
2566 /*
2567  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2568  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2569  * called inside DDB.
2570  *
2571  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2572  */
2573
2574 #undef inb
2575 #undef outb
2576
2577 /* silence compiler warnings */
2578 u_char inb(u_int);
2579 void outb(u_int, u_char);
2580
2581 u_char
2582 inb(u_int port)
2583 {
2584         u_char  data;
2585         /*
2586          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2587          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2588          * if we tell it to load (u_short) port.
2589          */
2590         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2591         return (data);
2592 }
2593
2594 void
2595 outb(u_int port, u_char data)
2596 {
2597         u_char  al;
2598         /*
2599          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2600          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2601          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2602          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2603          */
2604         al = data;
2605         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2606 }
2607
2608 #endif /* DDB */
2609
2610
2611
2612 #include "opt_cpu.h"
2613
2614
2615 /*
2616  * initialize all the SMP locks
2617  */
2618
2619 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2620 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2621
2622 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2623 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2624
2625 /* critical region around INTR() routines */
2626 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2627
2628 /* lock region used by kernel profiling */
2629 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2630
2631 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2632 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2633
2634 /* lock regions around the clock hardware */
2635 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2636
2637 /* lock around the MP rendezvous */
2638 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2639
2640 static void
2641 init_locks(void)
2642 {
2643 #ifdef SMP
2644         /*
2645          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2646          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2647          */
2648         cpu_get_initial_mplock();
2649 #endif
2650         /* DEPRECATED */
2651         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2652         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2653         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2654         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2655         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2656         spin_lock_init(&com_spinlock);
2657         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2658
2659         /* our token pool needs to work early */
2660         lwkt_token_pool_init();
2661 }