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_apm.h"
  42 #include "use_ether.h"
  43 #include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_atalk.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_directio.h"
  50 #include "opt_inet.h"
  51 #include "opt_ipx.h"
  52 #include "opt_maxmem.h"
  53 #include "opt_msgbuf.h"
  54 #include "opt_perfmon.h"
  55 #include "opt_swap.h"
  56 #include "opt_userconfig.h"
  57
  58 #include <sys/param.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/sysproto.h>
  61 #include <sys/signalvar.h>
  62 #include <sys/kernel.h>
  63 #include <sys/linker.h>
  64 #include <sys/malloc.h>
  65 #include <sys/proc.h>
  66 #include <sys/priv.h>
  67 #include <sys/buf.h>
  68 #include <sys/reboot.h>
  69 #include <sys/mbuf.h>
  70 #include <sys/msgbuf.h>
  71 #include <sys/sysent.h>
  72 #include <sys/sysctl.h>
  73 #include <sys/vmmeter.h>
  74 #include <sys/bus.h>
  75 #include <sys/upcall.h>
  76 #include <sys/usched.h>
  77 #include <sys/reg.h>
  78
  79 #include <vm/vm.h>
  80 #include <vm/vm_param.h>
  81 #include <sys/lock.h>
  82 #include <vm/vm_kern.h>
  83 #include <vm/vm_object.h>
  84 #include <vm/vm_page.h>
  85 #include <vm/vm_map.h>
  86 #include <vm/vm_pager.h>
  87 #include <vm/vm_extern.h>
  88
  89 #include <sys/thread2.h>
  90 #include <sys/mplock2.h>
  91
  92 #include <sys/user.h>
  93 #include <sys/exec.h>
  94 #include <sys/cons.h>
  95
  96 #include <ddb/ddb.h>
  97
  98 #include <machine/cpu.h>
  99 #include <machine/clock.h>
 100 #include <machine/specialreg.h>
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #include <machine/md_var.h>
 103 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 104 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 105 #include <machine/smp.h>
 106 #ifdef PERFMON
 107 #include <machine/perfmon.h>
 108 #endif
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110
 111 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 112 #include <bus/isa/isa_device.h>
 113 #endif
 114 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
 115 #include <bus/isa/rtc.h>
 116 #include <machine/vm86.h>
 117 #include <sys/random.h>
 118 #include <sys/ptrace.h>
 119 #include <machine/sigframe.h>
 120
 121 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 122
 123 extern void init386(int first);
 124 extern void dblfault_handler(void);
 125
 126 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 127 extern void finishidentcpu(void);
 128 extern void panicifcpuunsupported(void);
 129 extern void initializecpu(void);
 130
 131 static void cpu_startup(void *);
 132 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 133 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 134 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 135 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 136 #ifdef DIRECTIO
 137 extern void ffs_rawread_setup(void);
 138 #endif /* DIRECTIO */
 139 static void init_locks(void);
 140
 141 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 142
 143 int     _udatasel, _ucodesel;
 144 u_int   atdevbase;
 145 #ifdef SMP
 146 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 147 #else
 148 int64_t tsc_offsets[1];
 149 #endif
 150
 151 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 152 extern int swtch_optim_stats;
 153 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 154         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 155 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 156         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 157 #endif
 158
 159 int physmem = 0;
 160
 161 u_long ebda_addr = 0;
 162
 163 static int
 164 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 165 {
 166         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 167         return (error);
 168 }
 169
 170 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 171         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 172
 173 static int
 174 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 175 {
 176         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 177                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 178         return (error);
 179 }
 180
 181 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 182         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 183
 184 static int
 185 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 186 {
 187         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 188                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 189         return (error);
 190 }
 191
 192 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 193         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 194
 195 vm_paddr_t Maxmem = 0;
 196
 197 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 198 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 199
 200
 201 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 202 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 203 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 204 static struct trapframe proc0_tf;
 205
 206 static void
 207 cpu_startup(void *dummy)
 208 {
 209         caddr_t v;
 210         vm_size_t size = 0;
 211         vm_offset_t firstaddr;
 212
 213         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 214                 bootverbose++;
 215
 216         /*
 217          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 218          */
 219         kprintf("%s", version);
 220         startrtclock();
 221         printcpuinfo();
 222         panicifcpuunsupported();
 223 #ifdef PERFMON
 224         perfmon_init();
 225 #endif
 226         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 227                 (intmax_t)ptoa(Maxmem), (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 1024 / 1024);
 228         /*
 229          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 230          */
 231         if (bootverbose) {
 232                 int indx;
 233
 234                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 235                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 236                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 237
 238                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 239                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 240                             size1 / PAGE_SIZE);
 241                 }
 242         }
 243
 244         /*
 245          * Allocate space for system data structures.
 246          * The first available kernel virtual address is in "v".
 247          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 248          * As pages of memory are allocated and cleared,
 249          * "firstaddr" is incremented.
 250          * An index into the kernel page table corresponding to the
 251          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 252          */
 253
 254         /*
 255          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 256          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 257          * addresses to the various data structures.
 258          */
 259         firstaddr = 0;
 260 again:
 261         v = (caddr_t)firstaddr;
 262
 263 #define valloc(name, type, num) \
 264             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 265 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 266             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 267
 268         /*
 269          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 270          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 271          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 272          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 273          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 274          * maxbcache bytes.
 275          *
 276          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 277          */
 278         if (nbuf == 0) {
 279                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 280                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 281
 282                 nbuf = 50;
 283                 if (kbytes > 4096)
 284                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 285                 if (kbytes > 65536)
 286                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 287                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 288                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 289         }
 290
 291         /*
 292          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 293          * kernel_map.
 294          */
 295         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 296                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 297                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 298         }
 299
 300         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
 301 #ifdef NSWBUF_MIN
 302         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 303                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 304 #endif
 305 #ifdef DIRECTIO
 306         ffs_rawread_setup();
 307 #endif
 308
 309         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 310         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 311
 312         /*
 313          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 314          */
 315         if (firstaddr == 0) {
 316                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 317                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 318                 if (firstaddr == 0)
 319                         panic("startup: no room for tables");
 320                 goto again;
 321         }
 322
 323         /*
 324          * End of second pass, addresses have been assigned
 325          */
 326         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 327                 panic("startup: table size inconsistency");
 328
 329         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 330                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 331         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 332                       (nbuf*BKVASIZE));
 333         buffer_map.system_map = 1;
 334         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 335                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 336         pager_map.system_map = 1;
 337
 338 #if defined(USERCONFIG)
 339         userconfig();
 340         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 341 #endif
 342
 343         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 344                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 345                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 346
 347         /*
 348          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 349          */
 350         bufinit();
 351         vm_pager_bufferinit();
 352
 353 #ifdef SMP
 354         /*
 355          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 356          */
 357         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 358         mp_announce();
 359 #endif  /* SMP */
 360         cpu_setregs();
 361 }
 362
 363 /*
 364  * Send an interrupt to process.
 365  *
 366  * Stack is set up to allow sigcode stored
 367  * at top to call routine, followed by kcall
 368  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 369  * resets the signal mask, the stack, and the
 370  * frame pointer, it returns to the user
 371  * specified pc, psl.
 372  */
 373 void
 374 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 375 {
 376         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 377         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 378         struct trapframe *regs;
 379         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 380         struct sigframe sf, *sfp;
 381         int oonstack;
 382
 383         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 384         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 385
 386         /* save user context */
 387         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 388         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 389         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 390         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 391         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 392
 393         /* make the size of the saved context visible to userland */
 394         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 395
 396         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 397         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 398                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 399
 400         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 401         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 402             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 403                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 404                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 405                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 406         } else {
 407                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 408         }
 409
 410         /* Translate the signal is appropriate */
 411         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 412                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 413                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 414         }
 415
 416         /* Build the argument list for the signal handler. */
 417         sf.sf_signum = sig;
 418         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 419         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 420                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 421                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 422                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 423
 424                 /* fill siginfo structure */
 425                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 426                 sf.sf_si.si_code = code;
 427                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 428         }
 429         else {
 430                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 431                 sf.sf_siginfo = code;
 432                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 433                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 434         }
 435
 436         /*
 437          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 438          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 439          * eflags.
 440          */
 441         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 442                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 443                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 444
 445                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 446                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 447                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 448                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 449
 450                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 451                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 452                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 453                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 454
 455                 /*
 456                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 457                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 458                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 459                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 460                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 461                  */
 462                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 463         }
 464
 465         /*
 466          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 467          */
 468         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 469
 470         /*
 471          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 472          */
 473         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 474                 /*
 475                  * Something is wrong with the stack pointer.
 476                  * ...Kill the process.
 477                  */
 478                 sigexit(lp, SIGILL);
 479         }
 480
 481         regs->tf_esp = (int)sfp;
 482         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 483
 484         /*
 485          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 486          * on function entry
 487          */
 488         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 489
 490         regs->tf_cs = _ucodesel;
 491         regs->tf_ds = _udatasel;
 492         regs->tf_es = _udatasel;
 493
 494         /*
 495          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 496          * the userland program might be using both.
 497          *
 498          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 499          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 500          * return to userland.
 501          */
 502         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 503                 regs->tf_fs = _udatasel;
 504                 regs->tf_gs = _udatasel;
 505         }
 506         regs->tf_ss = _udatasel;
 507 }
 508
 509 /*
 510  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 511  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 512  * issue.
 513  *
 514  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 515  * bad idea?
 516  */
 517 int
 518 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 519 {
 520         frame->tf_cs = _ucodesel;
 521         frame->tf_ds = _udatasel;
 522         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 523 #if 0
 524         frame->tf_fs = _udatasel;
 525         frame->tf_gs = _udatasel;
 526 #endif
 527         frame->tf_ss = _udatasel;
 528         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 529         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 530         return(0);
 531 }
 532
 533 int
 534 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 535 {
 536          struct segment_descriptor *desc;
 537          int i;
 538
 539          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 540                 desc = &tls->tls[i];
 541                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 542                         continue;
 543                 if (desc->sd_def32 == 0)
 544                         return(ENXIO);
 545                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 546                         return(ENXIO);
 547                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 548                         return(ENXIO);
 549                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 550                         return(ENXIO);
 551          }
 552          return(0);
 553 }
 554
 555 /*
 556  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 557  *
 558  * System call to cleanup state after a signal
 559  * has been taken.  Reset signal mask and
 560  * stack state from context left by sendsig (above).
 561  * Return to previous pc and psl as specified by
 562  * context left by sendsig. Check carefully to
 563  * make sure that the user has not modified the
 564  * state to gain improper privileges.
 565  *
 566  * MPSAFE
 567  */
 568 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 569 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 570
 571 int
 572 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 573 {
 574         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 575         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 576         struct trapframe *regs;
 577         ucontext_t uc;
 578         ucontext_t *ucp;
 579         int cs;
 580         int eflags;
 581         int error;
 582
 583         /*
 584          * We have to copy the information into kernel space so userland
 585          * can't modify it while we are sniffing it.
 586          */
 587         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 588         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 589         if (error)
 590                 return (error);
 591         ucp = &uc;
 592         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 593
 594         if (eflags & PSL_VM) {
 595                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 596                 struct vm86_kernel *vm86;
 597
 598                 /*
 599                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 600                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 601                  */
 602                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 603                         return (EINVAL);
 604                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 605                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 606                         return (EINVAL);
 607
 608                 /* go back to user mode if both flags are set */
 609                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 610                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 611
 612                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 613                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 614                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 615                 } else {
 616                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 617                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 618                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 619                 }
 620                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 621                 tf->tf_eflags = eflags;
 622                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 623                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 624                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 625                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 626                 tf->tf_ds = _udatasel;
 627                 tf->tf_es = _udatasel;
 628 #if 0
 629                 tf->tf_fs = _udatasel;
 630                 tf->tf_gs = _udatasel;
 631 #endif
 632         } else {
 633                 /*
 634                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 635                  */
 636                 /*
 637                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 638                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 639                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 640                  * the signal context during signal handling and there is no
 641                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 642                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 643                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 644                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 645                  */
 646                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 647                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 648                         return(EINVAL);
 649                 }
 650
 651                 /*
 652                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 653                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 654                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 655                  */
 656                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 657                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 658                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 659                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 660                         return(EINVAL);
 661                 }
 662                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 663         }
 664
 665         /*
 666          * Restore the FPU state from the frame
 667          */
 668         crit_enter();
 669         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 670
 671         /*
 672          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 673          * semantics against system calls.
 674          */
 675         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 676                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 677
 678         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 679                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 680         else
 681                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 682
 683         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 684         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 685         crit_exit();
 686         return(EJUSTRETURN);
 687 }
 688
 689 /*
 690  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 691  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 692  * already been pushed on the stack.
 693  */
 694 struct upc_frame {
 695         register_t      eax;
 696         register_t      ecx;
 697         register_t      edx;
 698         register_t      flags;
 699         register_t      oldip;
 700 };
 701
 702 void
 703 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 704 {
 705         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 706         struct trapframe *regs;
 707         struct upcall upcall;
 708         struct upc_frame upc_frame;
 709         int     crit_count = 0;
 710
 711         /*
 712          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 713          * context, switch back to the virtual kernel context before
 714          * trying to post the signal.
 715          */
 716         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 717                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 718                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 719         }
 720
 721         /*
 722          * Get the upcall data structure
 723          */
 724         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 725             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 726         ) {
 727                 vu->vu_pending = 0;
 728                 kprintf("bad upcall address\n");
 729                 return;
 730         }
 731
 732         /*
 733          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 734          * section count, mark the data structure as pending and return
 735          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 736          */
 737         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 738                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 739                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 740                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 741                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 742                 }
 743                 return;
 744         }
 745
 746         /*
 747          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 748          *
 749          * Bump our critical section count and set or clear the
 750          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 751          * pending.  The user will be responsible for calling
 752          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 753          */
 754         vu->vu_pending = 0;
 755         upcall.upc_pending = morepending;
 756         ++crit_count;
 757         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 758                 sizeof(upcall.upc_pending));
 759         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 760                 sizeof(int));
 761
 762         /*
 763          * Construct a stack frame and issue the upcall
 764          */
 765         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 766         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 767         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 768         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 769         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 770         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 771         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 772             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 773                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 774         } else {
 775                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 776                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 777                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 778                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 779                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 780         }
 781 }
 782
 783 /*
 784  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 785  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 786  * being overwritten by the syscall return value.
 787  *
 788  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 789  * and the function pointer in %eax.
 790  */
 791 int
 792 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 793 {
 794         struct upc_frame upc_frame;
 795         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 796         struct trapframe *regs;
 797         int error;
 798         struct upcall upcall;
 799         int crit_count;
 800
 801         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 802
 803         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 804         if (error == 0) {
 805             if (vu) {
 806                 /*
 807                  * This jumps us to the next ready context.
 808                  */
 809                 vu->vu_pending = 0;
 810                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 811                 crit_count = 0;
 812                 if (error == 0)
 813                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 814                 ++crit_count;
 815                 if (error == 0)
 816                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 817                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 818                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 819                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 820                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 821                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 822             } else {
 823                 /*
 824                  * This returns us to the originally interrupted code.
 825                  */
 826                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 827                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 828                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 829                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 830                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 831                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 832                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 833                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 834             }
 835         }
 836         if (error == 0)
 837                 error = EJUSTRETURN;
 838         return(error);
 839 }
 840
 841 /*
 842  * Machine dependent boot() routine
 843  *
 844  * I haven't seen anything to put here yet
 845  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 846  */
 847 void
 848 cpu_boot(int howto)
 849 {
 850 }
 851
 852 /*
 853  * Shutdown the CPU as much as possible
 854  */
 855 void
 856 cpu_halt(void)
 857 {
 858         for (;;)
 859                 __asm__ __volatile("hlt");
 860 }
 861
 862 /*
 863  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 864  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 865  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 866  *
 867  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 868  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 869  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 870  * critical section.
 871  *
 872  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 873  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 874  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 875  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 876  */
 877 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 878 static int      cpu_idle_hltcnt;
 879 static int      cpu_idle_spincnt;
 880 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 881     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 882 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 883     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 884 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 885     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 886
 887 static void
 888 cpu_idle_default_hook(void)
 889 {
 890         /*
 891          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 892          * following the sti.
 893          */
 894         __asm __volatile("sti; hlt");
 895 }
 896
 897 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 898 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 899
 900 void
 901 cpu_idle(void)
 902 {
 903         struct thread *td = curthread;
 904
 905         crit_exit();
 906         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 907         for (;;) {
 908                 /*
 909                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 910                  */
 911                 lwkt_switch();
 912
 913                 /*
 914                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
 915                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
 916                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
 917                  */
 918                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 919                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 920                         __asm __volatile("cli");
 921                         splz();
 922                         if (!lwkt_runnable())
 923                                 cpu_idle_hook();
 924 #ifdef SMP
 925                         else
 926                                 handle_cpu_contention_mask();
 927 #endif
 928                         ++cpu_idle_hltcnt;
 929                 } else {
 930                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 931                         splz();
 932 #ifdef SMP
 933                         __asm __volatile("sti");
 934                         handle_cpu_contention_mask();
 935 #else
 936                         __asm __volatile("sti");
 937 #endif
 938                         ++cpu_idle_spincnt;
 939                 }
 940         }
 941 }
 942
 943 #ifdef SMP
 944
 945 /*
 946  * This routine is called when the only runnable threads require
 947  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
 948  * we let the scheduler spin.
 949  */
 950 void
 951 handle_cpu_contention_mask(void)
 952 {
 953         cpumask_t mask;
 954
 955         mask = cpu_contention_mask;
 956         cpu_ccfence();
 957         if (mask && bsfl(mask) != mycpu->gd_cpuid) {
 958                 cpu_pause();
 959                 DELAY(2);
 960         }
 961 }
 962
 963 /*
 964  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 965  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 966  * we let it spin.
 967  */
 968 void
 969 cpu_spinlock_contested(void)
 970 {
 971         cpu_pause();
 972 }
 973
 974 #endif
 975
 976 /*
 977  * Clear registers on exec
 978  */
 979 void
 980 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 981 {
 982         struct thread *td = curthread;
 983         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 984         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 985         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 986
 987         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 988         user_ldt_free(pcb);
 989
 990         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 991         regs->tf_eip = entry;
 992         regs->tf_esp = stack;
 993         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
 994         regs->tf_ss = _udatasel;
 995         regs->tf_ds = _udatasel;
 996         regs->tf_es = _udatasel;
 997         regs->tf_fs = _udatasel;
 998         regs->tf_gs = _udatasel;
 999         regs->tf_cs = _ucodesel;
1000
1001         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1002         regs->tf_ebx = ps_strings;
1003
1004         /*
1005          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1006          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1007          */
1008         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1009                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1010                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1011                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1012                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1013                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1014                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1015                 if (pcb == td->td_pcb) {
1016                         /*
1017                          * Clear the debug registers on the running
1018                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1019                          * the next process we switch to.
1020                          */
1021                         reset_dbregs();
1022                 }
1023                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1024         }
1025
1026         /*
1027          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1028          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1029          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1030          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1031          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1032          */
1033         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1034
1035         /*
1036          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1037          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1038          * in npxdna().
1039          */
1040         crit_enter();
1041         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1042
1043 #if NNPX > 0
1044         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1045         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1046 #endif
1047         crit_exit();
1048
1049         /*
1050          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1051          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1052          * return value to 0.
1053          */
1054 }
1055
1056 void
1057 cpu_setregs(void)
1058 {
1059         unsigned int cr0;
1060
1061         cr0 = rcr0();
1062         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1063         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1064         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1065         load_cr0(cr0);
1066         load_gs(_udatasel);
1067 }
1068
1069 static int
1070 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1071 {
1072         int error;
1073         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1074                 req);
1075         if (!error && req->newptr)
1076                 resettodr();
1077         return (error);
1078 }
1079
1080 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1081         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1082
1083 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1084         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1085
1086 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1087         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1088
1089 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1090         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1091
1092 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1093 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1094         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1095
1096 /*
1097  * Initialize 386 and configure to run kernel
1098  */
1099
1100 /*
1101  * Initialize segments & interrupt table
1102  */
1103
1104 int _default_ldt;
1105 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1106 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1107 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1108 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1109
1110 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1111 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1112
1113 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1114 extern int has_f00f_bug;
1115 #endif
1116
1117 static struct i386tss dblfault_tss;
1118 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1119
1120 extern  struct user *proc0paddr;
1121
1122
1123 /* software prototypes -- in more palatable form */
1124 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1125 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1126 {       0x0,                    /* segment base address  */
1127         0x0,                    /* length */
1128         0,                      /* segment type */
1129         0,                      /* segment descriptor priority level */
1130         0,                      /* segment descriptor present */
1131         0, 0,
1132         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1133         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1134 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1135 {       0x0,                    /* segment base address  */
1136         0xfffff,                /* length - all address space */
1137         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1138         0,                      /* segment descriptor priority level */
1139         1,                      /* segment descriptor present */
1140         0, 0,
1141         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1142         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1143 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1144 {       0x0,                    /* segment base address  */
1145         0xfffff,                /* length - all address space */
1146         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1147         0,                      /* segment descriptor priority level */
1148         1,                      /* segment descriptor present */
1149         0, 0,
1150         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1151         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1152 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1153 {       0x0,                    /* segment base address  */
1154         0xfffff,                /* length - all address space */
1155         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1156         0,                      /* segment descriptor priority level */
1157         1,                      /* segment descriptor present */
1158         0, 0,
1159         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1160         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1161 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1162 {
1163         0x0,                    /* segment base address */
1164         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1165         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1166         0,                      /* segment descriptor priority level */
1167         1,                      /* segment descriptor present */
1168         0, 0,
1169         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1170         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1171 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1172 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1173         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1174         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1175         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1176         1,                      /* segment descriptor present */
1177         0, 0,
1178         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1179         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1180 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1181 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1182         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1183         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1184         0,                      /* segment descriptor priority level */
1185         1,                      /* segment descriptor present */
1186         0, 0,
1187         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1188         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1189 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1190 {       0x0,                    /* segment base address  */
1191         0x0,                    /* length - all address space */
1192         0,                      /* segment type */
1193         0,                      /* segment descriptor priority level */
1194         0,                      /* segment descriptor present */
1195         0, 0,
1196         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1197         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1198 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1199 {       0x400,                  /* segment base address */
1200         0xfffff,                /* length */
1201         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1202         0,                      /* segment descriptor priority level */
1203         1,                      /* segment descriptor present */
1204         0, 0,
1205         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1206         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1207 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1208 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1209         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1210         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1211         0,                      /* segment descriptor priority level */
1212         1,                      /* segment descriptor present */
1213         0, 0,
1214         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1215         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1216 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1217 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1218         0xfffff,                /* length */
1219         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1220         0,                      /* segment descriptor priority level */
1221         1,                      /* segment descriptor present */
1222         0, 0,
1223         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1224         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1225 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1226 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1227         0xfffff,                /* length */
1228         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1229         0,                      /* segment descriptor priority level */
1230         1,                      /* segment descriptor present */
1231         0, 0,
1232         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1233         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1234 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1235 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1236         0xfffff,                /* length */
1237         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1238         0,                      /* segment descriptor priority level */
1239         1,                      /* segment descriptor present */
1240         0, 0,
1241         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1242         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1243 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1244 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1245         0xfffff,                /* length */
1246         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1247         0,                      /* segment descriptor priority level */
1248         1,                      /* segment descriptor present */
1249         0, 0,
1250         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1251         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1252 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1253 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1254         0xfffff,                /* length */
1255         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1256         0,                      /* segment descriptor priority level */
1257         1,                      /* segment descriptor present */
1258         0, 0,
1259         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1260         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1261 /* GTLS_START 15 TLS */
1262 {       0x0,                    /* segment base address  */
1263         0x0,                    /* length */
1264         0,                      /* segment type */
1265         0,                      /* segment descriptor priority level */
1266         0,                      /* segment descriptor present */
1267         0, 0,
1268         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1269         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1270 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1271 {       0x0,                    /* segment base address  */
1272         0x0,                    /* length */
1273         0,                      /* segment type */
1274         0,                      /* segment descriptor priority level */
1275         0,                      /* segment descriptor present */
1276         0, 0,
1277         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1278         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1279 /* GTLS_END 17 TLS */
1280 {       0x0,                    /* segment base address  */
1281         0x0,                    /* length */
1282         0,                      /* segment type */
1283         0,                      /* segment descriptor priority level */
1284         0,                      /* segment descriptor present */
1285         0, 0,
1286         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1287         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1288 };
1289
1290 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1291         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1292 {       0x0,                    /* segment base address  */
1293         0x0,                    /* length - all address space */
1294         0,                      /* segment type */
1295         0,                      /* segment descriptor priority level */
1296         0,                      /* segment descriptor present */
1297         0, 0,
1298         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1299         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1300         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1301 {       0x0,                    /* segment base address  */
1302         0x0,                    /* length - all address space */
1303         0,                      /* segment type */
1304         0,                      /* segment descriptor priority level */
1305         0,                      /* segment descriptor present */
1306         0, 0,
1307         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1308         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1309         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1310 {       0x0,                    /* segment base address  */
1311         0x0,                    /* length - all address space */
1312         0,                      /* segment type */
1313         0,                      /* segment descriptor priority level */
1314         0,                      /* segment descriptor present */
1315         0, 0,
1316         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1317         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1318         /* Code Descriptor for user */
1319 {       0x0,                    /* segment base address  */
1320         0xfffff,                /* length - all address space */
1321         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1322         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1323         1,                      /* segment descriptor present */
1324         0, 0,
1325         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1326         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1327         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1328 {       0x0,                    /* segment base address  */
1329         0x0,                    /* length - all address space */
1330         0,                      /* segment type */
1331         0,                      /* segment descriptor priority level */
1332         0,                      /* segment descriptor present */
1333         0, 0,
1334         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1335         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1336         /* Data Descriptor for user */
1337 {       0x0,                    /* segment base address  */
1338         0xfffff,                /* length - all address space */
1339         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1340         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1341         1,                      /* segment descriptor present */
1342         0, 0,
1343         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1344         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1345 };
1346
1347 void
1348 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1349 {
1350         struct gate_descriptor *ip;
1351
1352         ip = idt + idx;
1353         ip->gd_looffset = (int)func;
1354         ip->gd_selector = selec;
1355         ip->gd_stkcpy = 0;
1356         ip->gd_xx = 0;
1357         ip->gd_type = typ;
1358         ip->gd_dpl = dpl;
1359         ip->gd_p = 1;
1360         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1361 }
1362
1363 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1364
1365 extern inthand_t
1366         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1367         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1368         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1369         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1370         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1371         IDTVEC(rsvd0);
1372 extern inthand_t
1373         IDTVEC(int0x80_syscall);
1374
1375 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1376 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1377 #endif
1378
1379 void
1380 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1381 {
1382         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1383         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1384         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1385         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1386         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1387         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1388         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1393  * available physical memory in the system, then test this memory and
1394  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1395  *
1396  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1397  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1398  *
1399  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1400  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1401  */
1402 static void
1403 getmemsize(int first)
1404 {
1405         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1406         int hasbrokenint12;
1407         u_int basemem, extmem;
1408         struct vm86frame vmf;
1409         struct vm86context vmc;
1410         vm_offset_t pa;
1411         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1412         pt_entry_t *pte;
1413         quad_t maxmem;
1414         struct {
1415                 u_int64_t base;
1416                 u_int64_t length;
1417                 u_int32_t type;
1418         } *smap;
1419         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1420
1421         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1422         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1423         basemem = 0;
1424
1425         /*
1426          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1427          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1428          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1429          */
1430         hasbrokenint12 = 0;
1431         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1432         if (hasbrokenint12) {
1433                 goto int15e820;
1434         }
1435
1436         /*
1437          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1438          * value give the bios some scribble space just in case.
1439          */
1440         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1441         basemem = vmf.vmf_ax;
1442         if (basemem > 640) {
1443                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1444                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1445                 basemem = 636;
1446         }
1447
1448         /*
1449          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1450          * between the end of base memory and the start of
1451          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1452          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1453          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1454          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1455          * to begin with and then parts of it are remapped.
1456          * The parts that aren't remapped form holes that
1457          * remain read-only and are unused by the kernel.
1458          * The base memory area is below the physical end of
1459          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1460          * The part of it from PAGE_SIZE to
1461          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1462          * remapped and used by the kernel later.)
1463          *
1464          * This code is similar to the code used in
1465          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1466          * allocated we simply change the mapping.
1467          */
1468         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1469              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1470                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1471                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1472         }
1473
1474         /*
1475          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1476          * that the bios can scribble on it.
1477          */
1478         pte = vm86paddr;
1479         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1480                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1481
1482 int15e820:
1483         /*
1484          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1485          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1486          */
1487         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1488         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1489
1490         /*
1491          * get memory map with INT 15:E820
1492          */
1493 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1494 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1495
1496         vmc.npages = 0;
1497         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1498         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1499
1500         physmap_idx = 0;
1501         vmf.vmf_ebx = 0;
1502         do {
1503                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1504                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1505                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1506                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1507                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1508                         break;
1509                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1510                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1511                                 smap->type,
1512                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1513                                 (u_int32_t)smap->base,
1514                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1515                                 (u_int32_t)smap->length);
1516
1517                 if (smap->type != 0x01)
1518                         goto next_run;
1519
1520                 if (smap->length == 0)
1521                         goto next_run;
1522
1523                 if (smap->base >= 0xffffffff) {
1524                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1525                             (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1526                         goto next_run;
1527                 }
1528
1529                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1530                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1531                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1532                                         kprintf(
1533         "Overlapping or non-montonic memory region, ignoring second region\n");
1534                                 goto next_run;
1535                         }
1536                 }
1537
1538                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1539                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1540                         goto next_run;
1541                 }
1542
1543                 physmap_idx += 2;
1544                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1545                         kprintf(
1546                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1547                         break;
1548                 }
1549                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1550                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1551 next_run:
1552                 ; /* fix GCC3.x warning */
1553         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1554
1555         /*
1556          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1557          */
1558         if (basemem == 0) {
1559                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1560                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1561                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1562                                 break;
1563                         }
1564                 }
1565
1566                 if (basemem == 0) {
1567                         basemem = 640;
1568                 }
1569
1570                 if (basemem > 640) {
1571                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, truncating to 640K\n",
1572                                 basemem);
1573                         basemem = 640;
1574                 }
1575
1576                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1577                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1578                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1579                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1580                 }
1581
1582                 pte = vm86paddr;
1583                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1584                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1585         }
1586
1587         if (physmap[1] != 0)
1588                 goto physmap_done;
1589
1590         /*
1591          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1592          */
1593         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1594         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1595                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1596         } else {
1597 #if 0
1598                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1599                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1600                 extmem = vmf.vmf_ax;
1601 #else
1602                 /*
1603                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1604                  */
1605                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1606 #endif
1607         }
1608
1609         /*
1610          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1611          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1612          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1613          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1614          * them beyond the limit.
1615          *
1616          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1617          *      chop it to 15MB.
1618          */
1619         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1620                 extmem = 15 * 1024;
1621
1622         physmap[0] = 0;
1623         physmap[1] = basemem * 1024;
1624         physmap_idx = 2;
1625         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1626         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1627
1628 physmap_done:
1629         /*
1630          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1631          */
1632
1633 #ifdef SMP
1634         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1635         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1636
1637         /* Save EBDA address, if any */
1638         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1639         ebda_addr <<= 4;
1640 #endif
1641
1642         /*
1643          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1644          * highest page of the physical address space.  It should be
1645          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1646          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1647          */
1648         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1649
1650 #ifdef MAXMEM
1651         Maxmem = MAXMEM / 4;
1652 #endif
1653
1654         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1655                 Maxmem = atop(maxmem);
1656
1657         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1658             (boothowto & RB_VERBOSE))
1659                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1660
1661         /*
1662          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1663          * extend the last memory segment to the new limit.
1664          */
1665         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1666                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1667
1668         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1669         pmap_bootstrap(first, 0);
1670
1671         /*
1672          * Size up each available chunk of physical memory.
1673          */
1674         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1675         pa_indx = 0;
1676         da_indx = 1;
1677         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1678         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1679         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1680
1681         pte = CMAP1;
1682
1683         /*
1684          * Get dcons buffer address
1685          */
1686         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1687             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1688                 dcons_addr = 0;
1689
1690         /*
1691          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1692          * round up the start address and round down the end address.
1693          */
1694         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1695                 vm_offset_t end;
1696
1697                 end = ptoa(Maxmem);
1698                 if (physmap[i + 1] < end)
1699                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1700                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1701                         int tmp, page_bad, full;
1702 #if 0
1703                         int *ptr = 0;
1704 #else
1705                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1706 #endif
1707                         full = FALSE;
1708
1709                         /*
1710                          * block out kernel memory as not available.
1711                          */
1712                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1713                                 goto do_dump_avail;
1714
1715                         /*
1716                          * block out dcons buffer
1717                          */
1718                         if (dcons_addr > 0
1719                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1720                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1721                                 goto do_dump_avail;
1722
1723                         page_bad = FALSE;
1724
1725                         /*
1726                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1727                          */
1728                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1729                         cpu_invltlb();
1730
1731                         tmp = *(int *)ptr;
1732                         /*
1733                          * Test for alternating 1's and 0's
1734                          */
1735                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1736                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1737                                 page_bad = TRUE;
1738                         }
1739                         /*
1740                          * Test for alternating 0's and 1's
1741                          */
1742                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1743                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1744                         page_bad = TRUE;
1745                         }
1746                         /*
1747                          * Test for all 1's
1748                          */
1749                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1750                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1751                                 page_bad = TRUE;
1752                         }
1753                         /*
1754                          * Test for all 0's
1755                          */
1756                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1757                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1758                                 page_bad = TRUE;
1759                         }
1760                         /*
1761                          * Restore original value.
1762                          */
1763                         *(int *)ptr = tmp;
1764
1765                         /*
1766                          * Adjust array of valid/good pages.
1767                          */
1768                         if (page_bad == TRUE) {
1769                                 continue;
1770                         }
1771                         /*
1772                          * If this good page is a continuation of the
1773                          * previous set of good pages, then just increase
1774                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1775                          * Note that "end" points one higher than end,
1776                          * making the range >= start and < end.
1777                          * If we're also doing a speculative memory
1778                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1779                          * so that we keep going. The first bad page
1780                          * will terminate the loop.
1781                          */
1782                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1783                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1784                         } else {
1785                                 pa_indx++;
1786                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1787                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1788                                         pa_indx--;
1789                                         full = TRUE;
1790                                         goto do_dump_avail;
1791                                 }
1792                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1793                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1794                         }
1795                         physmem++;
1796 do_dump_avail:
1797                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1798                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1799                         } else {
1800                                 da_indx++;
1801                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1802                                         da_indx--;
1803                                         goto do_next;
1804                                 }
1805                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1806                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1807                         }
1808 do_next:
1809                         if (full)
1810                                 break;
1811
1812                 }
1813         }
1814         *pte = 0;
1815         cpu_invltlb();
1816
1817         /*
1818          * XXX
1819          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1820          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1821          * calculation, etc.).
1822          */
1823         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1824             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1825                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1826                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1827                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1828         }
1829
1830         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1831
1832         /* Trim off space for the message buffer. */
1833         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1834
1835         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1836 }
1837
1838 /*
1839  * IDT VECTORS:
1840  *      0       Divide by zero
1841  *      1       Debug
1842  *      2       NMI
1843  *      3       BreakPoint
1844  *      4       OverFlow
1845  *      5       Bound-Range
1846  *      6       Invalid OpCode
1847  *      7       Device Not Available (x87)
1848  *      8       Double-Fault
1849  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1850  *      10      Invalid-TSS
1851  *      11      Segment not present
1852  *      12      Stack
1853  *      13      General Protection
1854  *      14      Page Fault
1855  *      15      Reserved
1856  *      16      x87 FP Exception pending
1857  *      17      Alignment Check
1858  *      18      Machine Check
1859  *      19      SIMD floating point
1860  *      20-31   reserved
1861  *      32-255  INTn/external sources
1862  */
1863 void
1864 init386(int first)
1865 {
1866         struct gate_descriptor *gdp;
1867         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1868         struct mdglobaldata *gd;
1869
1870         /*
1871          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1872          */
1873         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1874         bzero(gd, sizeof(*gd));
1875
1876         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1877         thread0.td_gd = &gd->mi;
1878
1879         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1880
1881         metadata_missing = 0;
1882         if (bootinfo.bi_modulep) {
1883                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1884                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1885         } else {
1886                 metadata_missing = 1;
1887         }
1888         if (bootinfo.bi_envp)
1889                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1890
1891         /*
1892          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1893          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1894          */
1895         ncpus = 1;
1896         ncpus2 = 1;
1897         ncpus_fit = 1;
1898         /* Init basic tunables, hz etc */
1899         init_param1();
1900
1901         /*
1902          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1903          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1904          * the address space
1905          */
1906         /*
1907          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1908          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1909          */
1910         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1911         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1912
1913         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1914                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1915         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1916         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1917                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1918
1919         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1920
1921         /*
1922          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1923          * early in the boot sequence because the system assumes
1924          * that 'curthread' is never NULL.
1925          */
1926
1927         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1928 #ifdef BDE_DEBUGGER
1929                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1930                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1931                         continue;
1932 #endif
1933                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
1934         }
1935
1936         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1937         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
1938         lgdt(&r_gdt);
1939
1940         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1941         cpu_gdinit(gd, 0);
1942         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1943         safepri = TDPRI_MAX;
1944
1945         /* make ldt memory segments */
1946         /*
1947          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
1948          * should be spelled ...MAX_USER...
1949          */
1950         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
1951         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
1952         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
1953                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
1954
1955         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
1956         lldt(_default_ldt);
1957         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
1958         /* spinlocks and the BGL */
1959         init_locks();
1960
1961         /*
1962          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
1963          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
1964          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
1965          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
1966          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
1967          * determine the fault address.
1968          */
1969         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
1970 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1971                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1972 #else
1973                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1974 #endif
1975         }
1976         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1977         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1978         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1979         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1980         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1981         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1982         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1983         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1984         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
1985         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1986         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1987         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1988         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1989         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1990         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1991         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1992         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1993         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1994         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1995         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1996         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
1997                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1998
1999         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2000         r_idt.rd_base = (int) idt;
2001         lidt(&r_idt);
2002
2003         /*
2004          * Initialize the console before we print anything out.
2005          */
2006         cninit();
2007
2008         if (metadata_missing)
2009                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2010
2011 #if     NISA >0
2012         isa_defaultirq();
2013 #endif
2014         rand_initialize();
2015
2016 #ifdef DDB
2017         kdb_init();
2018         if (boothowto & RB_KDB)
2019                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2020 #endif
2021
2022         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2023         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2024         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2025         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2026
2027         /*
2028          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2029          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2030          */
2031         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2032         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2033         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2034         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2035         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2036         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2037         ltr(gsel_tss);
2038
2039         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2040             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2041         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2042             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2043         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2044         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2045         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2046         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2047             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2048         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2049         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2050         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2051
2052         vm86_initialize();
2053         getmemsize(first);
2054         init_param2(physmem);
2055
2056         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2057
2058         /* Map the message buffer. */
2059         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2060                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2061
2062         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2063
2064         /* make a call gate to reenter kernel with */
2065         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2066
2067         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2068         gdp->gd_looffset = x++;
2069         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2070         gdp->gd_stkcpy = 1;
2071         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2072         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2073         gdp->gd_p = 1;
2074         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2075
2076         /* XXX does this work? */
2077         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2078         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2079
2080         /* transfer to user mode */
2081
2082         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2083         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2084
2085         /* setup proc 0's pcb */
2086         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2087         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2088         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2089         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2094  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2095  * data space were allocated in locore.
2096  *
2097  * Note: the idlethread's cpl is 0
2098  *
2099  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2100  */
2101 void
2102 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2103 {
2104         if (cpu)
2105                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2106
2107         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2108                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2109                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2110                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
2111         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2112         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2113         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2114         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2115 }
2116
2117 int
2118 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2119 {
2120         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2121             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2122                 return (TRUE);
2123         }
2124         return (FALSE);
2125 }
2126
2127 struct globaldata *
2128 globaldata_find(int cpu)
2129 {
2130         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2131         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2132 }
2133
2134 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2135 static void f00f_hack(void *unused);
2136 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2137
2138 static void
2139 f00f_hack(void *unused)
2140 {
2141         struct gate_descriptor *new_idt;
2142         vm_offset_t tmp;
2143
2144         if (!has_f00f_bug)
2145                 return;
2146
2147         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2148
2149         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2150
2151         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2152         if (tmp == 0)
2153                 panic("kmem_alloc returned 0");
2154         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2155                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2156         /* Put the first seven entries in the lower page */
2157         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2158         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2159         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2160         lidt(&r_idt);
2161         idt = new_idt;
2162         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2163                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2164                 panic("vm_map_protect failed");
2165         return;
2166 }
2167 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2168
2169 int
2170 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2171 {
2172         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2173         return (0);
2174 }
2175
2176 int
2177 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2178 {
2179         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2180         return (0);
2181 }
2182
2183 int
2184 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2185 {
2186         struct trapframe *tp;
2187
2188         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2189         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2190         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2191         regs->r_es = tp->tf_es;
2192         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2193         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2194         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2195         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2196         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2197         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2198         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2199         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2200         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2201         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2202         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2203         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2204         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2205         return (0);
2206 }
2207
2208 int
2209 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2210 {
2211         struct trapframe *tp;
2212
2213         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2214         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2215             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2216                 return (EINVAL);
2217         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2218         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2219         tp->tf_es = regs->r_es;
2220         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2221         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2222         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2223         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2224         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2225         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2226         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2227         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2228         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2229         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2230         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2231         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2232         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2233         return (0);
2234 }
2235
2236 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2237 static void
2238 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2239 {
2240         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2241         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2242         int i;
2243
2244         /* FPU control/status */
2245         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2246         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2247         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2248         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2249         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2250         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2251         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2252         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2253
2254         /* FPU registers */
2255         for (i = 0; i < 8; ++i)
2256                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2257
2258         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2259 }
2260
2261 static void
2262 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2263 {
2264         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2265         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2266         int i;
2267
2268         /* FPU control/status */
2269         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2270         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2271         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2272         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2273         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2274         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2275         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2276         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2277
2278         /* FPU registers */
2279         for (i = 0; i < 8; ++i)
2280                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2281
2282         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2283 }
2284 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2285
2286 int
2287 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2288 {
2289 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2290         if (cpu_fxsr) {
2291                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2292                                 (struct save87 *)fpregs);
2293                 return (0);
2294         }
2295 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2296         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2297         return (0);
2298 }
2299
2300 int
2301 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2302 {
2303 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2304         if (cpu_fxsr) {
2305                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2306                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2307                 return (0);
2308         }
2309 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2310         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2311         return (0);
2312 }
2313
2314 int
2315 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2316 {
2317         if (lp == NULL) {
2318                 dbregs->dr0 = rdr0();
2319                 dbregs->dr1 = rdr1();
2320                 dbregs->dr2 = rdr2();
2321                 dbregs->dr3 = rdr3();
2322                 dbregs->dr4 = rdr4();
2323                 dbregs->dr5 = rdr5();
2324                 dbregs->dr6 = rdr6();
2325                 dbregs->dr7 = rdr7();
2326         } else {
2327                 struct pcb *pcb;
2328
2329                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2330                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2331                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2332                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2333                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2334                 dbregs->dr4 = 0;
2335                 dbregs->dr5 = 0;
2336                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2337                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2338         }
2339         return (0);
2340 }
2341
2342 int
2343 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2344 {
2345         if (lp == NULL) {
2346                 load_dr0(dbregs->dr0);
2347                 load_dr1(dbregs->dr1);
2348                 load_dr2(dbregs->dr2);
2349                 load_dr3(dbregs->dr3);
2350                 load_dr4(dbregs->dr4);
2351                 load_dr5(dbregs->dr5);
2352                 load_dr6(dbregs->dr6);
2353                 load_dr7(dbregs->dr7);
2354         } else {
2355                 struct pcb *pcb;
2356                 struct ucred *ucred;
2357                 int i;
2358                 uint32_t mask1, mask2;
2359
2360                 /*
2361                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2362                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2363                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2364                  * TRCTRAP.
2365                  */
2366                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2367                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2368                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2369                                 return (EINVAL);
2370
2371                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2372                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2373
2374                 /*
2375                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2376                  * process's address space.  If a process could do this, it
2377                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2378                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2379                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2380                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2381                  * uid 0.
2382                  *
2383                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2384                  * address space is written into from within the kernel
2385                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2386                  * from within kernel mode?
2387                  */
2388
2389                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2390                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2391                                 /* dr0 is enabled */
2392                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2393                                         return (EINVAL);
2394                         }
2395
2396                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2397                                 /* dr1 is enabled */
2398                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2399                                         return (EINVAL);
2400                         }
2401
2402                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2403                                 /* dr2 is enabled */
2404                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2405                                         return (EINVAL);
2406                         }
2407
2408                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2409                                 /* dr3 is enabled */
2410                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2411                                         return (EINVAL);
2412                         }
2413                 }
2414
2415                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2416                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2417                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2418                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2419                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2420                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2421
2422                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2423         }
2424
2425         return (0);
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2430  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2431  */
2432 int
2433 user_dbreg_trap(void)
2434 {
2435         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2436         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2437         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2438         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2439         int i;
2440
2441         dr7 = rdr7();
2442         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2443                 /*
2444                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2445                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2446                  * hardware debug registers
2447                  */
2448                 return 0;
2449         }
2450
2451         nbp = 0;
2452         dr6 = rdr6();
2453         bp = dr6 & 0x0000000f;
2454
2455         if (!bp) {
2456                 /*
2457                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2458                  * trap was not caused by any of the debug registers
2459                  */
2460                 return 0;
2461         }
2462
2463         /*
2464          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2465          * which ones and if any of them are user space addresses
2466          */
2467
2468         if (bp & 0x01) {
2469                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2470         }
2471         if (bp & 0x02) {
2472                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2473         }
2474         if (bp & 0x04) {
2475                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2476         }
2477         if (bp & 0x08) {
2478                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2479         }
2480
2481         for (i=0; i<nbp; i++) {
2482                 if (addr[i] <
2483                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2484                         /*
2485                          * addr[i] is in user space
2486                          */
2487                         return nbp;
2488                 }
2489         }
2490
2491         /*
2492          * None of the breakpoints are in user space.
2493          */
2494         return 0;
2495 }
2496
2497
2498 #ifndef DDB
2499 void
2500 Debugger(const char *msg)
2501 {
2502         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2503 }
2504 #endif /* no DDB */
2505
2506 #ifdef DDB
2507
2508 /*
2509  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2510  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2511  * called inside DDB.
2512  *
2513  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2514  */
2515
2516 #undef inb
2517 #undef outb
2518
2519 /* silence compiler warnings */
2520 u_char inb(u_int);
2521 void outb(u_int, u_char);
2522
2523 u_char
2524 inb(u_int port)
2525 {
2526         u_char  data;
2527         /*
2528          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2529          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2530          * if we tell it to load (u_short) port.
2531          */
2532         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2533         return (data);
2534 }
2535
2536 void
2537 outb(u_int port, u_char data)
2538 {
2539         u_char  al;
2540         /*
2541          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2542          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2543          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2544          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2545          */
2546         al = data;
2547         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2548 }
2549
2550 #endif /* DDB */
2551
2552
2553
2554 #include "opt_cpu.h"
2555
2556
2557 /*
2558  * initialize all the SMP locks
2559  */
2560
2561 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2562 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2563
2564 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2565 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2566
2567 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2568 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2569
2570 /* critical region around INTR() routines */
2571 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2572
2573 /* lock region used by kernel profiling */
2574 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2575
2576 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2577 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2578
2579 /* locks kernel kprintfs */
2580 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2581
2582 /* lock regions around the clock hardware */
2583 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2584
2585 /* lock around the MP rendezvous */
2586 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2587
2588 static void
2589 init_locks(void)
2590 {
2591         /*
2592          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock
2593          */
2594         /*
2595          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2596          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2597          */
2598 #ifdef SMP
2599         cpu_get_initial_mplock();
2600 #endif
2601         /* DEPRECATED */
2602         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2603         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2604         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2605         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2606         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2607         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2608         spin_lock_init(&com_spinlock);
2609         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2610         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2611
2612         /* our token pool needs to work early */
2613         lwkt_token_pool_init();
2614 }