sys/platform/pc64/amd64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  * $DragonFly: src/sys/platform/pc64/amd64/machdep.c,v 1.1 2008/08/29 17:07:10 dillon Exp $
  42  */
  43
  44 #include "use_ether.h"
  45 //#include "use_npx.h"
  46 #include "use_isa.h"
  47 #include "opt_atalk.h"
  48 #include "opt_compat.h"
  49 #include "opt_cpu.h"
  50 #include "opt_ddb.h"
  51 #include "opt_directio.h"
  52 #include "opt_inet.h"
  53 #include "opt_ipx.h"
  54 #include "opt_msgbuf.h"
  55 #include "opt_swap.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/sysproto.h>
  60 #include <sys/signalvar.h>
  61 #include <sys/kernel.h>
  62 #include <sys/linker.h>
  63 #include <sys/malloc.h>
  64 #include <sys/proc.h>
  65 #include <sys/priv.h>
  66 #include <sys/buf.h>
  67 #include <sys/reboot.h>
  68 #include <sys/mbuf.h>
  69 #include <sys/msgbuf.h>
  70 #include <sys/sysent.h>
  71 #include <sys/sysctl.h>
  72 #include <sys/vmmeter.h>
  73 #include <sys/bus.h>
  74 #include <sys/upcall.h>
  75 #include <sys/usched.h>
  76 #include <sys/reg.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/vm_param.h>
  80 #include <sys/lock.h>
  81 #include <vm/vm_kern.h>
  82 #include <vm/vm_object.h>
  83 #include <vm/vm_page.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_pager.h>
  86 #include <vm/vm_extern.h>
  87
  88 #include <sys/thread2.h>
  89
  90 #include <sys/user.h>
  91 #include <sys/exec.h>
  92 #include <sys/cons.h>
  93
  94 #include <ddb/ddb.h>
  95
  96 #include <machine/cpu.h>
  97 #include <machine/clock.h>
  98 #include <machine/specialreg.h>
  99 #if JG
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #endif
 102 #include <machine/md_var.h>
 103 #include <machine/metadata.h>
 104 #include <machine/pc/bios.h>
 105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 107 #include <machine/smp.h>
 108 #ifdef PERFMON
 109 #include <machine/perfmon.h>
 110 #endif
 111 #include <machine/cputypes.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 123
 124 extern void init386(int first);
 125 extern void dblfault_handler(void);
 126 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 127
 128 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 129 extern void identify_cpu(void);
 130 #if JG
 131 extern void finishidentcpu(void);
 132 #endif
 133 extern void panicifcpuunsupported(void);
 134
 135 static void cpu_startup(void *);
 136 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 137 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 138 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 139 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 140 #ifdef DIRECTIO
 141 extern void ffs_rawread_setup(void);
 142 #endif /* DIRECTIO */
 143 static void init_locks(void);
 144
 145 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 146
 147 #ifdef DDB
 148 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 149 #endif
 150
 151 uint64_t KPTphys;
 152 uint64_t SMPptpa;
 153 pt_entry_t *SMPpt;
 154
 155
 156 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
 157
 158 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 159 u_long  atdevbase;
 160 #ifdef SMP
 161 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 162 #else
 163 int64_t tsc_offsets[1];
 164 #endif
 165
 166 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 167 extern int swtch_optim_stats;
 168 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 169         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 170 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 171         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 172 #endif
 173
 174 int physmem = 0;
 175
 176 static int
 177 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 178 {
 179         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 180         return (error);
 181 }
 182
 183 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 184         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 185
 186 static int
 187 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 188 {
 189         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 190                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 191         return (error);
 192 }
 193
 194 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 195         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 196
 197 static int
 198 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 199 {
 200         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 201                 amd64_btop(avail_end - avail_start), req);
 202         return (error);
 203 }
 204
 205 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 206         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 207
 208 vm_paddr_t Maxmem = 0;
 209
 210 /*
 211  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 212  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 213  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 214  * PHYSSEG entries.
 215  */
 216 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 217
 218 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 219 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 220
 221 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 222 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 223 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 224
 225 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 226 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 227 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 228 static struct trapframe proc0_tf;
 229
 230 static void
 231 cpu_startup(void *dummy)
 232 {
 233         caddr_t v;
 234         vm_size_t size = 0;
 235         vm_offset_t firstaddr;
 236
 237         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 238                 bootverbose++;
 239
 240         /*
 241          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 242          */
 243         kprintf("%s", version);
 244         startrtclock();
 245         printcpuinfo();
 246         panicifcpuunsupported();
 247 #ifdef PERFMON
 248         perfmon_init();
 249 #endif
 250         kprintf("real memory  = %ju (%juK bytes)\n",
 251                 (intmax_t)ptoa(Maxmem),
 252                 (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 1024);
 253         /*
 254          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 255          */
 256         if (bootverbose) {
 257                 int indx;
 258
 259                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 260                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 261                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 262
 263                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 264                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 265                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 266                                 (intmax_t)size1,
 267                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 268                 }
 269         }
 270
 271         /*
 272          * Allocate space for system data structures.
 273          * The first available kernel virtual address is in "v".
 274          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 275          * As pages of memory are allocated and cleared,
 276          * "firstaddr" is incremented.
 277          * An index into the kernel page table corresponding to the
 278          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 279          */
 280
 281         /*
 282          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 283          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 284          * addresses to the various data structures.
 285          */
 286         firstaddr = 0;
 287 again:
 288         v = (caddr_t)firstaddr;
 289
 290 #define valloc(name, type, num) \
 291             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 292 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 293             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 294
 295         /*
 296          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 297          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 298          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 299          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 300          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 301          * maxbcache bytes.
 302          *
 303          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 304          */
 305         if (nbuf == 0) {
 306                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 307                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 308
 309                 nbuf = 50;
 310                 if (kbytes > 4096)
 311                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 312                 if (kbytes > 65536)
 313                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 314                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 315                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 316         }
 317
 318         /*
 319          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 320          * kernel_map.
 321          */
 322         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 323                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 324                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 325         }
 326
 327         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
 328 #ifdef NSWBUF_MIN
 329         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 330                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 331 #endif
 332 #ifdef DIRECTIO
 333         ffs_rawread_setup();
 334 #endif
 335
 336         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 337         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 338
 339         /*
 340          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 341          */
 342         if (firstaddr == 0) {
 343                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 344                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 345                 if (firstaddr == 0)
 346                         panic("startup: no room for tables");
 347                 goto again;
 348         }
 349
 350         /*
 351          * End of second pass, addresses have been assigned
 352          */
 353         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 354                 panic("startup: table size inconsistency");
 355
 356         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 357                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 358         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 359                       (nbuf*BKVASIZE));
 360         buffer_map.system_map = 1;
 361         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 362                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 363         pager_map.system_map = 1;
 364
 365 #if defined(USERCONFIG)
 366         userconfig();
 367         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 368 #endif
 369
 370         kprintf("avail memory = %lu (%luK bytes)\n",
 371                 ptoa(vmstats.v_free_count),
 372                 ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024);
 373
 374         /*
 375          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 376          */
 377         bufinit();
 378         vm_pager_bufferinit();
 379
 380 #ifdef SMP
 381         /*
 382          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 383          */
 384         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 385         mp_announce();
 386 #endif  /* SMP */
 387         cpu_setregs();
 388 }
 389
 390 /*
 391  * Send an interrupt to process.
 392  *
 393  * Stack is set up to allow sigcode stored
 394  * at top to call routine, followed by kcall
 395  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 396  * resets the signal mask, the stack, and the
 397  * frame pointer, it returns to the user
 398  * specified pc, psl.
 399  */
 400 void
 401 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 402 {
 403         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 404         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 405         struct trapframe *regs;
 406         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 407         struct sigframe sf, *sfp;
 408         int oonstack;
 409         char *sp;
 410
 411         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 412         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 413
 414         /* Save user context */
 415         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 416         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 417         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 418         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 419         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 420         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 421
 422         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 423         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 424
 425         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 426         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 427                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 428
 429         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 430         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 431             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 432                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 433                               sizeof(struct sigframe));
 434                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 435         } else {
 436                 /* We take red zone into account */
 437                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 438         }
 439
 440         /* Align to 16 bytes */
 441         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
 442
 443         /* Translate the signal is appropriate */
 444         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 445                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 446                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 447         }
 448
 449         /*
 450          * Build the argument list for the signal handler.
 451          *
 452          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 453          */
 454         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 455         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 456
 457         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 458                 /*
 459                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 460                  *
 461                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 462                  */
 463                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 464                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
 465                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 466
 467                 /* fill siginfo structure */
 468                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 469                 sf.sf_si.si_code = code;
 470                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
 471         } else {
 472                 /*
 473                  * Old FreeBSD-style arguments.
 474                  *
 475                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 476                  */
 477                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 478                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
 479                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 480         }
 481
 482         /*
 483          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 484          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 485          * eflags.
 486          */
 487 #if JG
 488         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 489                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 490                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 491
 492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 496
 497                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 498                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 499                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 500                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 501
 502                 /*
 503                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 504                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 505                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 506                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 507                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 508                  */
 509                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 510         }
 511 #endif
 512
 513         /*
 514          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 515          */
 516         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 517
 518         /*
 519          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 520          */
 521         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 522                 /*
 523                  * Something is wrong with the stack pointer.
 524                  * ...Kill the process.
 525                  */
 526                 sigexit(lp, SIGILL);
 527         }
 528
 529         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 530         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 531
 532         /*
 533          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 534          * on function entry
 535          */
 536         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 537
 538         /*
 539          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 540          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 541          * stored in-context.
 542          */
 543         regs->tf_cs = _ucodesel;
 544         regs->tf_ss = _udatasel;
 545 }
 546
 547 /*
 548  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 549  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 550  * issue.
 551  *
 552  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 553  * bad idea?
 554  */
 555 int
 556 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 557 {
 558         frame->tf_cs = _ucodesel;
 559         frame->tf_ss = _udatasel;
 560         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 561         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 562         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 563
 564         return(0);
 565 }
 566
 567 /*
 568  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 569  * on us.  For AMD64 we don't have to do anything.
 570  */
 571 int
 572 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 573 {
 574         return(0);
 575 }
 576
 577 /*
 578  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 579  *
 580  * System call to cleanup state after a signal
 581  * has been taken.  Reset signal mask and
 582  * stack state from context left by sendsig (above).
 583  * Return to previous pc and psl as specified by
 584  * context left by sendsig. Check carefully to
 585  * make sure that the user has not modified the
 586  * state to gain improper privileges.
 587  */
 588 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 589 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 590
 591 int
 592 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 593 {
 594         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 595         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 596         struct trapframe *regs;
 597         ucontext_t uc;
 598         ucontext_t *ucp;
 599         register_t rflags;
 600         int cs;
 601         int error;
 602
 603         /*
 604          * We have to copy the information into kernel space so userland
 605          * can't modify it while we are sniffing it.
 606          */
 607         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 608         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 609         if (error)
 610                 return (error);
 611         ucp = &uc;
 612         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 613
 614         /* VM (8086) mode not supported */
 615         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 616
 617 #if JG
 618         if (eflags & PSL_VM) {
 619                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 620                 struct vm86_kernel *vm86;
 621
 622                 /*
 623                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 624                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 625                  */
 626                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 627                         return (EINVAL);
 628                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 629                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 630                         return (EINVAL);
 631
 632                 /* go back to user mode if both flags are set */
 633                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 634                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 635
 636                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 637                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 638                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 639                 } else {
 640                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 641                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 642                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 643                 }
 644                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 645                 tf->tf_eflags = eflags;
 646                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 647                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 648                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 649                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 650                 tf->tf_ds = _udatasel;
 651                 tf->tf_es = _udatasel;
 652                 tf->tf_fs = _udatasel;
 653                 tf->tf_gs = _udatasel;
 654         } else
 655 #endif
 656         {
 657                 /*
 658                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 659                  */
 660                 /*
 661                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 662                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 663                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 664                  * the signal context during signal handling and there is no
 665                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 666                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 667                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 668                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 669                  */
 670                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 671                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 672                         return(EINVAL);
 673                 }
 674
 675                 /*
 676                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 677                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 678                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 679                  */
 680                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 681                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 682                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 683                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 684                         return(EINVAL);
 685                 }
 686                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 687         }
 688
 689         /*
 690          * Restore the FPU state from the frame
 691          */
 692         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 693
 694         /*
 695          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 696          * semantics against system calls.
 697          */
 698         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 699                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 700
 701         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 702                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 703         else
 704                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 705
 706         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 707         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 708         return(EJUSTRETURN);
 709 }
 710
 711 /*
 712  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
 713  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
 714  * already been pushed on the stack.
 715  */
 716 struct upc_frame {
 717         register_t      rax;
 718         register_t      rcx;
 719         register_t      rdx;
 720         register_t      flags;
 721         register_t      oldip;
 722 };
 723
 724 void
 725 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 726 {
 727         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 728         struct trapframe *regs;
 729         struct upcall upcall;
 730         struct upc_frame upc_frame;
 731         int     crit_count = 0;
 732
 733         /*
 734          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 735          * context, switch back to the virtual kernel context before
 736          * trying to post the signal.
 737          */
 738         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 739                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 740                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 741         }
 742
 743         /*
 744          * Get the upcall data structure
 745          */
 746         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 747             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 748         ) {
 749                 vu->vu_pending = 0;
 750                 kprintf("bad upcall address\n");
 751                 return;
 752         }
 753
 754         /*
 755          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 756          * section count, mark the data structure as pending and return
 757          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 758          */
 759         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 760                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 761                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 762                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 763                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 764                 }
 765                 return;
 766         }
 767
 768         /*
 769          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 770          *
 771          * Bump our critical section count and set or clear the
 772          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 773          * pending.  The user will be responsible for calling
 774          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 775          */
 776         vu->vu_pending = 0;
 777         upcall.upc_pending = morepending;
 778         crit_count += TDPRI_CRIT;
 779         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 780                 sizeof(upcall.upc_pending));
 781         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 782                 sizeof(int));
 783
 784         /*
 785          * Construct a stack frame and issue the upcall
 786          */
 787         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 788         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
 789         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
 790         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
 791         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
 792         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
 793         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
 794             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 795                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 796         } else {
 797                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 798                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 799                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 800                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 801                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
 802         }
 803 }
 804
 805 /*
 806  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 807  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 808  * being overwritten by the syscall return value.
 809  *
 810  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 811  * and the function pointer in %eax.
 812  */
 813 int
 814 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 815 {
 816         struct upc_frame upc_frame;
 817         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 818         struct trapframe *regs;
 819         int error;
 820         struct upcall upcall;
 821         int crit_count;
 822
 823         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 824
 825         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 826         if (error == 0) {
 827             if (vu) {
 828                 /*
 829                  * This jumps us to the next ready context.
 830                  */
 831                 vu->vu_pending = 0;
 832                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 833                 crit_count = 0;
 834                 if (error == 0)
 835                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 836                 crit_count += TDPRI_CRIT;
 837                 if (error == 0)
 838                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 839                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 840                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 841                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 842                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 843                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
 844             } else {
 845                 /*
 846                  * This returns us to the originally interrupted code.
 847                  */
 848                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 849                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
 850                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
 851                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
 852                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 853                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 854                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
 855                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 856             }
 857         }
 858         if (error == 0)
 859                 error = EJUSTRETURN;
 860         return(error);
 861 }
 862
 863 /*
 864  * Machine dependent boot() routine
 865  *
 866  * I haven't seen anything to put here yet
 867  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 868  */
 869 void
 870 cpu_boot(int howto)
 871 {
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Shutdown the CPU as much as possible
 876  */
 877 void
 878 cpu_halt(void)
 879 {
 880         for (;;)
 881                 __asm__ __volatile("hlt");
 882 }
 883
 884 /*
 885  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 886  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 887  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 888  *
 889  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 890  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 891  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 892  * critical section.
 893  *
 894  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 895  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 896  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 897  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 898  */
 899 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 900 static int      cpu_idle_hltcnt;
 901 static int      cpu_idle_spincnt;
 902 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 903     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 904 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 905     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 906 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 907     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 908
 909 static void
 910 cpu_idle_default_hook(void)
 911 {
 912         /*
 913          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 914          * following the sti.
 915          */
 916         __asm __volatile("sti; hlt");
 917 }
 918
 919 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 920 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 921
 922 void
 923 cpu_idle(void)
 924 {
 925         struct thread *td = curthread;
 926
 927         crit_exit();
 928         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
 929         for (;;) {
 930                 /*
 931                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 932                  */
 933                 lwkt_switch();
 934
 935                 /*
 936                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
 937                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
 938                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
 939                  */
 940                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 941                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 942                         __asm __volatile("cli");
 943                         splz();
 944                         if (!lwkt_runnable())
 945                             cpu_idle_hook();
 946 #ifdef SMP
 947                         else
 948                             __asm __volatile("pause");
 949 #endif
 950                         ++cpu_idle_hltcnt;
 951                 } else {
 952                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 953                         splz();
 954 #ifdef SMP
 955                         __asm __volatile("sti; pause");
 956 #else
 957                         __asm __volatile("sti");
 958 #endif
 959                         ++cpu_idle_spincnt;
 960                 }
 961         }
 962 }
 963
 964 /*
 965  * This routine is called when the only runnable threads require
 966  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
 967  * we let the scheduler spin.
 968  */
 969 void
 970 cpu_mplock_contested(void)
 971 {
 972         cpu_pause();
 973 }
 974
 975 /*
 976  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 977  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 978  * we let it spin.
 979  */
 980 void
 981 cpu_spinlock_contested(void)
 982 {
 983         cpu_pause();
 984 }
 985
 986 /*
 987  * Clear registers on exec
 988  */
 989 void
 990 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 991 {
 992         struct thread *td = curthread;
 993         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 994         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 995         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 996
 997         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 998         user_ldt_free(pcb);
 999
1000         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1001         regs->tf_rip = entry;
1002         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1003         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1004         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1005         regs->tf_ss = _udatasel;
1006         regs->tf_cs = _ucodesel;
1007         regs->tf_rbx = ps_strings;
1008
1009         /*
1010          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1011          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1012          */
1013         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1014                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1015                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1016                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1017                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1018                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1019                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1020                 if (pcb == td->td_pcb) {
1021                         /*
1022                          * Clear the debug registers on the running
1023                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1024                          * the next process we switch to.
1025                          */
1026                         reset_dbregs();
1027                 }
1028                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1029         }
1030
1031         /*
1032          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1033          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1034          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1035          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1036          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1037          */
1038         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1039
1040         /*
1041          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1042          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1043          *       may panic in npxdna().
1044          */
1045         crit_enter();
1046         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1047
1048         /*
1049          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1050          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1051          *       code knows what the current MSR values are.
1052          */
1053         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1054         pcb->pcb_gsbase = 0;
1055         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1056         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1057         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1058         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1059
1060         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1061         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1062         crit_exit();
1063
1064         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1065         pcb->pcb_es = _udatasel;
1066         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1067         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1068 }
1069
1070 void
1071 cpu_setregs(void)
1072 {
1073         register_t cr0;
1074
1075         cr0 = rcr0();
1076         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1077         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1078         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1079         load_cr0(cr0);
1080         load_gs(_udatasel);
1081 }
1082
1083 static int
1084 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1085 {
1086         int error;
1087         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1088                 req);
1089         if (!error && req->newptr)
1090                 resettodr();
1091         return (error);
1092 }
1093
1094 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1095         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1096
1097 #if JG
1098 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1099         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1100 #endif
1101
1102 #if JG
1103 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1104         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1105 #endif
1106
1107 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1108         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1109
1110 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1111 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1112         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1113
1114 /*
1115  * Initialize 386 and configure to run kernel
1116  */
1117
1118 /*
1119  * Initialize segments & interrupt table
1120  */
1121
1122 int _default_ldt;
1123 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1124 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1125 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1126 #if JG
1127 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1128 #endif
1129
1130 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1131 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1132
1133 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1134 extern int has_f00f_bug;
1135 #endif
1136
1137 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1138
1139 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1140 void *proc0paddr;
1141 /* JG alignment? */
1142 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1143
1144
1145 /* software prototypes -- in more palatable form */
1146 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1147 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1148 {       0x0,                    /* segment base address  */
1149         0x0,                    /* length */
1150         0,                      /* segment type */
1151         0,                      /* segment descriptor priority level */
1152         0,                      /* segment descriptor present */
1153         0,                      /* long */
1154         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1155         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1156 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1157 {       0x0,                    /* segment base address  */
1158         0xfffff,                /* length - all address space */
1159         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1160         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1161         1,                      /* segment descriptor present */
1162         1,                      /* long */
1163         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1164         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1165 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1166 {       0x0,                    /* segment base address  */
1167         0xfffff,                /* length - all address space */
1168         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1169         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1170         1,                      /* segment descriptor present */
1171         1,                      /* long */
1172         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1173         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1174 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1175 {       0x0,                    /* segment base address  */
1176         0xfffff,                /* length - all address space */
1177         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1178         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1179         1,                      /* segment descriptor present */
1180         0,                      /* long */
1181         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1182         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1183 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1184 {       0x0,                    /* segment base address  */
1185         0xfffff,                /* length - all address space */
1186         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1187         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1188         1,                      /* segment descriptor present */
1189         0,                      /* long */
1190         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1191         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1192 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1193 {       0x0,                    /* segment base address  */
1194         0xfffff,                /* length - all address space */
1195         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1196         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1197         1,                      /* segment descriptor present */
1198         1,                      /* long */
1199         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1200         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1201 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1202 {
1203         0x0,                    /* segment base address */
1204         sizeof(struct amd64tss)-1,/* length - all address space */
1205         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1206         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1207         1,                      /* segment descriptor present */
1208         0,                      /* long */
1209         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1210         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1211 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1212 {       0x0,                    /* segment base address  */
1213         0x0,                    /* length */
1214         0,                      /* segment type */
1215         0,                      /* segment descriptor priority level */
1216         0,                      /* segment descriptor present */
1217         0,                      /* long */
1218         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1219         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1220 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1221 {       0x0,                    /* segment base address  */
1222         0xfffff,                /* length - all address space */
1223         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1224         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1225         1,                      /* segment descriptor present */
1226         0,                      /* long */
1227         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1228         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1229 };
1230
1231 void
1232 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1233 {
1234         struct gate_descriptor *ip;
1235
1236         ip = idt + idx;
1237         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1238         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1239         ip->gd_ist = ist;
1240         ip->gd_xx = 0;
1241         ip->gd_type = typ;
1242         ip->gd_dpl = dpl;
1243         ip->gd_p = 1;
1244         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1245 }
1246
1247 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1248
1249 extern inthand_t
1250         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1251         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1252         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1253         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1254         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1255         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1256
1257 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1258 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1259 #endif
1260
1261 void
1262 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1263 {
1264         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1265         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1266         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1267         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1268         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1269         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1270         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1271 }
1272
1273 void
1274 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1275 {
1276
1277         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1278         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1279         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1280         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1281         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1282         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1283         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1284         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1285         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1286         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1287 }
1288
1289 void
1290 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1291     struct system_segment_descriptor *sd)
1292 {
1293
1294         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1295         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1296         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1297         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1298         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1299         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1300         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1301         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1302 }
1303
1304 u_int basemem;
1305
1306 /*
1307  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1308  * available physical memory in the system, then test this memory and
1309  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1310  *
1311  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1312  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1313  *
1314  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1315  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1316  *
1317  * XXX first should be vm_paddr_t.
1318  */
1319 static void
1320 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1321 {
1322         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1323         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1324         u_long physmem_tunable;
1325         pt_entry_t *pte;
1326         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1327         u_int32_t smapsize;
1328         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1329
1330         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1331         basemem = 0;
1332         physmap_idx = 0;
1333
1334         /*
1335          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1336          *
1337          * subr_module.c says:
1338          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1339          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1340          */
1341         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1342             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1343         if (smapbase == NULL)
1344                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1345
1346         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1347         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1348
1349         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1350                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1351                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1352                             smap->type, smap->base, smap->length);
1353
1354                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1355                         continue;
1356
1357                 if (smap->length == 0)
1358                         continue;
1359
1360                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1361                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1362                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1363                                         kprintf(
1364         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1365                                 continue;
1366                         }
1367                 }
1368
1369                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1370                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1371                         continue;
1372                 }
1373
1374                 physmap_idx += 2;
1375                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1376                         kprintf(
1377                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1378                         break;
1379                 }
1380                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1381                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1382         }
1383
1384         /*
1385          * Find the 'base memory' segment for SMP
1386          */
1387         basemem = 0;
1388         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1389                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1390                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1391                         break;
1392                 }
1393         }
1394         if (basemem == 0)
1395                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1396
1397 #ifdef SMP
1398         /* make hole for AP bootstrap code */
1399         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1400
1401         /* look for the MP hardware - needed for apic addresses */
1402         mp_probe();
1403 #endif
1404
1405         /*
1406          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1407          * highest page of the physical address space.  It should be
1408          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1409          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1410          */
1411         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1412
1413 #ifdef MAXMEM
1414         Maxmem = MAXMEM / 4;
1415 #endif
1416
1417         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1418                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1419
1420         /*
1421          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1422          * in the system.
1423          */
1424         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1425                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1426
1427         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1428             (boothowto & RB_VERBOSE))
1429                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1430
1431         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1432         pmap_bootstrap(&first);
1433
1434         /*
1435          * Size up each available chunk of physical memory.
1436          */
1437         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1438         pa_indx = 0;
1439         da_indx = 1;
1440         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1441         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1442         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1443         pte = CMAP1;
1444
1445         /*
1446          * Get dcons buffer address
1447          */
1448         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1449             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1450                 dcons_addr = 0;
1451
1452         /*
1453          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1454          * round up the start address and round down the end address.
1455          */
1456         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1457                 vm_paddr_t end;
1458
1459                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1460                 if (physmap[i + 1] < end)
1461                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1462                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1463                         int tmp, page_bad, full;
1464                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1465
1466                         full = FALSE;
1467                         /*
1468                          * block out kernel memory as not available.
1469                          */
1470                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1471                                 goto do_dump_avail;
1472
1473                         /*
1474                          * block out dcons buffer
1475                          */
1476                         if (dcons_addr > 0
1477                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1478                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1479                                 goto do_dump_avail;
1480
1481                         page_bad = FALSE;
1482
1483                         /*
1484                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1485                          */
1486                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1487                         cpu_invltlb();
1488
1489                         tmp = *(int *)ptr;
1490                         /*
1491                          * Test for alternating 1's and 0's
1492                          */
1493                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1494                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1495                                 page_bad = TRUE;
1496                         /*
1497                          * Test for alternating 0's and 1's
1498                          */
1499                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1500                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1501                                 page_bad = TRUE;
1502                         /*
1503                          * Test for all 1's
1504                          */
1505                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1506                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1507                                 page_bad = TRUE;
1508                         /*
1509                          * Test for all 0's
1510                          */
1511                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1512                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1513                                 page_bad = TRUE;
1514                         /*
1515                          * Restore original value.
1516                          */
1517                         *(int *)ptr = tmp;
1518
1519                         /*
1520                          * Adjust array of valid/good pages.
1521                          */
1522                         if (page_bad == TRUE)
1523                                 continue;
1524                         /*
1525                          * If this good page is a continuation of the
1526                          * previous set of good pages, then just increase
1527                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1528                          * Note that "end" points one higher than end,
1529                          * making the range >= start and < end.
1530                          * If we're also doing a speculative memory
1531                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1532                          * so that we keep going. The first bad page
1533                          * will terminate the loop.
1534                          */
1535                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1536                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1537                         } else {
1538                                 pa_indx++;
1539                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1540                                         kprintf(
1541                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1542                                         pa_indx--;
1543                                         full = TRUE;
1544                                         goto do_dump_avail;
1545                                 }
1546                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1547                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1548                         }
1549                         physmem++;
1550 do_dump_avail:
1551                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1552                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1553                         } else {
1554                                 da_indx++;
1555                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1556                                         da_indx--;
1557                                         goto do_next;
1558                                 }
1559                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1560                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1561                         }
1562 do_next:
1563                         if (full)
1564                                 break;
1565                 }
1566         }
1567         *pte = 0;
1568         cpu_invltlb();
1569
1570         /*
1571          * XXX
1572          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1573          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1574          * calculation, etc.).
1575          */
1576         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1577             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1578                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1579                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1580                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1581         }
1582
1583         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1584
1585         /* Trim off space for the message buffer. */
1586         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1587
1588         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1589
1590         /* Map the message buffer. */
1591         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1592                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1593                     off);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * IDT VECTORS:
1598  *      0       Divide by zero
1599  *      1       Debug
1600  *      2       NMI
1601  *      3       BreakPoint
1602  *      4       OverFlow
1603  *      5       Bound-Range
1604  *      6       Invalid OpCode
1605  *      7       Device Not Available (x87)
1606  *      8       Double-Fault
1607  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1608  *      10      Invalid-TSS
1609  *      11      Segment not present
1610  *      12      Stack
1611  *      13      General Protection
1612  *      14      Page Fault
1613  *      15      Reserved
1614  *      16      x87 FP Exception pending
1615  *      17      Alignment Check
1616  *      18      Machine Check
1617  *      19      SIMD floating point
1618  *      20-31   reserved
1619  *      32-255  INTn/external sources
1620  */
1621 u_int64_t
1622 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1623 {
1624         caddr_t kmdp;
1625         int gsel_tss, x;
1626 #if JG
1627         int metadata_missing, off;
1628 #endif
1629         struct mdglobaldata *gd;
1630         u_int64_t msr;
1631         char *env;
1632
1633 #if JG
1634         /*
1635          * This must be done before the first references
1636          * to CPU_prvspace[0] are made.
1637          */
1638         init_paging(&physfree);
1639 #endif
1640
1641         /*
1642          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1643          */
1644         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1645         bzero(gd, sizeof(*gd));
1646
1647         /*
1648          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1649          * early in the boot sequence because the system assumes
1650          * that 'curthread' is never NULL.
1651          */
1652
1653         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1654         thread0.td_gd = &gd->mi;
1655
1656         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1657
1658 #if JG
1659         metadata_missing = 0;
1660         if (bootinfo.bi_modulep) {
1661                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1662                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1663         } else {
1664                 metadata_missing = 1;
1665         }
1666         if (bootinfo.bi_envp)
1667                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1668 #endif
1669
1670         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1671         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1672         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1673         if (kmdp == NULL)
1674                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1675         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1676         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1677 #ifdef DDB
1678         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1679         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1680 #endif
1681
1682         /*
1683          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1684          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1685          */
1686         ncpus = 1;
1687         ncpus2 = 1;
1688         ncpus_fit = 1;
1689         /* Init basic tunables, hz etc */
1690         init_param1();
1691
1692         /*
1693          * make gdt memory segments
1694          */
1695         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1696                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1697
1698         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1699
1700         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1701                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1702                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1703         }
1704         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1705             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1706
1707         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1708         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1709         lgdt(&r_gdt);
1710
1711         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1712         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1713         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1714
1715         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1716         cpu_gdinit(gd, 0);
1717         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1718         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1719         safepri = TDPRI_MAX;
1720
1721         /* spinlocks and the BGL */
1722         init_locks();
1723
1724         /* exceptions */
1725         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1726                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1727         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1729         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1730         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1731         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1736         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746
1747         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1748         r_idt.rd_base = (long) idt;
1749         lidt(&r_idt);
1750
1751         /*
1752          * Initialize the console before we print anything out.
1753          */
1754         cninit();
1755
1756 #if JG
1757         if (metadata_missing)
1758                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1759 #endif
1760
1761 #if     NISA >0
1762         isa_defaultirq();
1763 #endif
1764         rand_initialize();
1765
1766 #ifdef DDB
1767         kdb_init();
1768         if (boothowto & RB_KDB)
1769                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1770 #endif
1771
1772 #if JG
1773         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1774         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1775         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1776 #endif
1777         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1778         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1779
1780         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1781         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1782                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1783                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1784         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1785         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1786         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1787
1788         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1789         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1790
1791         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1792         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct amd64tss);
1793
1794         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1795         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1796         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1797         ltr(gsel_tss);
1798
1799         /* Set up the fast syscall stuff */
1800         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1801         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1802         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1803         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1804         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1805               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1806         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1807         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1808
1809         getmemsize(kmdp, physfree);
1810         init_param2(physmem);
1811
1812         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1813
1814         /* Map the message buffer. */
1815 #if JG
1816         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1817                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1818 #endif
1819
1820         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1821
1822
1823         /* transfer to user mode */
1824
1825         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1826         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1827         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1828
1829         load_ds(_udatasel);
1830         load_es(_udatasel);
1831         load_fs(_udatasel);
1832
1833         /* setup proc 0's pcb */
1834         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1835         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1836         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1837         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1838         env = kgetenv("kernelname");
1839         if (env != NULL)
1840                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1841
1842         /* Location of kernel stack for locore */
1843         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1848  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1849  * data space were allocated in locore.
1850  *
1851  * Note: the idlethread's cpl is 0
1852  *
1853  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1854  */
1855 void
1856 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1857 {
1858         if (cpu)
1859                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1860
1861         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
1862                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
1863                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
1864                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
1865         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1866         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1867         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1868         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1869 }
1870
1871 int
1872 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1873 {
1874         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1875             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1876                 return (TRUE);
1877         }
1878         return (FALSE);
1879 }
1880
1881 struct globaldata *
1882 globaldata_find(int cpu)
1883 {
1884         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1885         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1886 }
1887
1888 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1889 static void f00f_hack(void *unused);
1890 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1891
1892 static void
1893 f00f_hack(void *unused)
1894 {
1895         struct gate_descriptor *new_idt;
1896         vm_offset_t tmp;
1897
1898         if (!has_f00f_bug)
1899                 return;
1900
1901         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1902
1903         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1904
1905         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1906         if (tmp == 0)
1907                 panic("kmem_alloc returned 0");
1908         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1909                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1910         /* Put the first seven entries in the lower page */
1911         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1912         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1913         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1914         lidt(&r_idt);
1915         idt = new_idt;
1916         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1917                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1918                 panic("vm_map_protect failed");
1919         return;
1920 }
1921 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1922
1923 int
1924 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1925 {
1926         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1927         return (0);
1928 }
1929
1930 int
1931 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1932 {
1933         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1934         return (0);
1935 }
1936
1937 int
1938 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1939 {
1940         struct pcb *pcb;
1941         struct trapframe *tp;
1942
1943         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1944         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1945
1946         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1947         return (0);
1948 }
1949
1950 int
1951 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1952 {
1953         struct pcb *pcb;
1954         struct trapframe *tp;
1955
1956         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1957         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1958             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1959                 return (EINVAL);
1960         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1961         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1962         return (0);
1963 }
1964
1965 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1966 static void
1967 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1968 {
1969         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1970         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1971         int i;
1972
1973         /* FPU control/status */
1974         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1975         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1976         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1977         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1978         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1979         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1980         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1981         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1982
1983         /* FPU registers */
1984         for (i = 0; i < 8; ++i)
1985                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1986
1987         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1988 }
1989
1990 static void
1991 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1992 {
1993         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1994         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1995         int i;
1996
1997         /* FPU control/status */
1998         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1999         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2000         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2001         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2002         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2003         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2004         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2005         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2006
2007         /* FPU registers */
2008         for (i = 0; i < 8; ++i)
2009                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2010
2011         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2012 }
2013 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2014
2015 int
2016 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2017 {
2018 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2019         if (cpu_fxsr) {
2020                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2021                                 (struct save87 *)fpregs);
2022                 return (0);
2023         }
2024 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2025         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2026         return (0);
2027 }
2028
2029 int
2030 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2031 {
2032 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2033         if (cpu_fxsr) {
2034                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2035                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2036                 return (0);
2037         }
2038 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2039         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2040         return (0);
2041 }
2042
2043 int
2044 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2045 {
2046         if (lp == NULL) {
2047                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2048                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2049                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2050                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2051                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2052                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2053                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2054                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2055         } else {
2056                 struct pcb *pcb;
2057
2058                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2059                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2060                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2061                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2062                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2063                 dbregs->dr[4] = 0;
2064                 dbregs->dr[5] = 0;
2065                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2066                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2067         }
2068         return (0);
2069 }
2070
2071 int
2072 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2073 {
2074         if (lp == NULL) {
2075                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2076                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2077                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2078                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2079                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2080                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2081                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2082                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2083         } else {
2084                 struct pcb *pcb;
2085                 struct ucred *ucred;
2086                 int i;
2087                 uint64_t mask1, mask2;
2088
2089                 /*
2090                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2091                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2092                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2093                  * TRCTRAP.
2094                  */
2095                 /* JG this loop looks unreadable */
2096                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2097                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2098                  */
2099                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2100                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2101                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2102                  * carried to decide if it is safe and useful to
2103                  * provide access to that capability
2104                  */
2105                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2106                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2107                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2108                                 return (EINVAL);
2109
2110                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2111                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2112
2113                 /*
2114                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2115                  * process's address space.  If a process could do this, it
2116                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2117                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2118                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2119                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2120                  * uid 0.
2121                  *
2122                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2123                  * address space is written into from within the kernel
2124                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2125                  * from within kernel mode?
2126                  */
2127
2128                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2129                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2130                                 /* dr0 is enabled */
2131                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2132                                         return (EINVAL);
2133                         }
2134
2135                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2136                                 /* dr1 is enabled */
2137                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2138                                         return (EINVAL);
2139                         }
2140
2141                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2142                                 /* dr2 is enabled */
2143                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2144                                         return (EINVAL);
2145                         }
2146
2147                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2148                                 /* dr3 is enabled */
2149                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2150                                         return (EINVAL);
2151                         }
2152                 }
2153
2154                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2155                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2156                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2157                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2158                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2159                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2160
2161                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2162         }
2163
2164         return (0);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2169  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2170  */
2171 int
2172 user_dbreg_trap(void)
2173 {
2174         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2175         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2176         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2177         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2178         int i;
2179
2180         dr7 = rdr7();
2181         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2182                 /*
2183                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2184                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2185                  * hardware debug registers
2186                  */
2187                 return 0;
2188         }
2189
2190         nbp = 0;
2191         dr6 = rdr6();
2192         bp = dr6 & 0xf;
2193
2194         if (bp == 0) {
2195                 /*
2196                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2197                  * trap was not caused by any of the debug registers
2198                  */
2199                 return 0;
2200         }
2201
2202         /*
2203          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2204          * which ones and if any of them are user space addresses
2205          */
2206
2207         if (bp & 0x01) {
2208                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2209         }
2210         if (bp & 0x02) {
2211                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2212         }
2213         if (bp & 0x04) {
2214                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2215         }
2216         if (bp & 0x08) {
2217                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2218         }
2219
2220         for (i=0; i<nbp; i++) {
2221                 if (addr[i] <
2222                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2223                         /*
2224                          * addr[i] is in user space
2225                          */
2226                         return nbp;
2227                 }
2228         }
2229
2230         /*
2231          * None of the breakpoints are in user space.
2232          */
2233         return 0;
2234 }
2235
2236
2237 #ifndef DDB
2238 void
2239 Debugger(const char *msg)
2240 {
2241         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2242 }
2243 #endif /* no DDB */
2244
2245 #ifdef DDB
2246
2247 /*
2248  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2249  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2250  * called inside DDB.
2251  *
2252  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2253  */
2254
2255 #undef inb
2256 #undef outb
2257
2258 /* silence compiler warnings */
2259 u_char inb(u_int);
2260 void outb(u_int, u_char);
2261
2262 u_char
2263 inb(u_int port)
2264 {
2265         u_char  data;
2266         /*
2267          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2268          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2269          * if we tell it to load (u_short) port.
2270          */
2271         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2272         return (data);
2273 }
2274
2275 void
2276 outb(u_int port, u_char data)
2277 {
2278         u_char  al;
2279         /*
2280          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2281          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2282          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2283          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2284          */
2285         al = data;
2286         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2287 }
2288
2289 #endif /* DDB */
2290
2291
2292
2293 #include "opt_cpu.h"
2294
2295
2296 /*
2297  * initialize all the SMP locks
2298  */
2299
2300 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2301 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2302
2303 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2304 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2305
2306 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2307 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2308
2309 /* critical region around INTR() routines */
2310 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2311
2312 /* lock region used by kernel profiling */
2313 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2314
2315 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2316 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2317
2318 /* locks kernel kprintfs */
2319 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2320
2321 /* lock regions around the clock hardware */
2322 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2323
2324 /* lock around the MP rendezvous */
2325 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2326
2327 static void
2328 init_locks(void)
2329 {
2330         /*
2331          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock
2332          */
2333         /*
2334          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2335          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2336          */
2337 #ifdef SMP
2338         cpu_get_initial_mplock();
2339 #endif
2340         /* DEPRECATED */
2341         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2342         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2343         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2344         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2345         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2346         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2347         spin_lock_init(&com_spinlock);
2348         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2349         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2350
2351         /* our token pool needs to work early */
2352         lwkt_token_pool_init();
2353 }
2354