sys/amd64/amd64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * William Jolitz.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include "opt_atalk.h"
  45 #include "opt_atpic.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_isa.h"
  52 #include "opt_kstack_pages.h"
  53 #include "opt_maxmem.h"
  54 #include "opt_mp_watchdog.h"
  55 #include "opt_perfmon.h"
  56 #include "opt_platform.h"
  57 #include "opt_sched.h"
  58 #include "opt_kdtrace.h"
  59
  60 #include <sys/param.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/systm.h>
  63 #include <sys/bio.h>
  64 #include <sys/buf.h>
  65 #include <sys/bus.h>
  66 #include <sys/callout.h>
  67 #include <sys/cons.h>
  68 #include <sys/cpu.h>
  69 #include <sys/efi.h>
  70 #include <sys/eventhandler.h>
  71 #include <sys/exec.h>
  72 #include <sys/imgact.h>
  73 #include <sys/kdb.h>
  74 #include <sys/kernel.h>
  75 #include <sys/ktr.h>
  76 #include <sys/linker.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <sys/malloc.h>
  79 #include <sys/memrange.h>
  80 #include <sys/msgbuf.h>
  81 #include <sys/mutex.h>
  82 #include <sys/pcpu.h>
  83 #include <sys/ptrace.h>
  84 #include <sys/reboot.h>
  85 #include <sys/rwlock.h>
  86 #include <sys/sched.h>
  87 #include <sys/signalvar.h>
  88 #ifdef SMP
  89 #include <sys/smp.h>
  90 #endif
  91 #include <sys/syscallsubr.h>
  92 #include <sys/sysctl.h>
  93 #include <sys/sysent.h>
  94 #include <sys/sysproto.h>
  95 #include <sys/ucontext.h>
  96 #include <sys/vmmeter.h>
  97
  98 #include <vm/vm.h>
  99 #include <vm/vm_extern.h>
 100 #include <vm/vm_kern.h>
 101 #include <vm/vm_page.h>
 102 #include <vm/vm_map.h>
 103 #include <vm/vm_object.h>
 104 #include <vm/vm_pager.h>
 105 #include <vm/vm_param.h>
 106
 107 #ifdef DDB
 108 #ifndef KDB
 109 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 110 #endif
 111 #include <ddb/ddb.h>
 112 #include <ddb/db_sym.h>
 113 #endif
 114
 115 #include <net/netisr.h>
 116
 117 #include <machine/clock.h>
 118 #include <machine/cpu.h>
 119 #include <machine/cputypes.h>
 120 #include <machine/intr_machdep.h>
 121 #include <x86/mca.h>
 122 #include <machine/md_var.h>
 123 #include <machine/metadata.h>
 124 #include <machine/mp_watchdog.h>
 125 #include <machine/pc/bios.h>
 126 #include <machine/pcb.h>
 127 #include <machine/proc.h>
 128 #include <machine/reg.h>
 129 #include <machine/sigframe.h>
 130 #include <machine/specialreg.h>
 131 #ifdef PERFMON
 132 #include <machine/perfmon.h>
 133 #endif
 134 #include <machine/tss.h>
 135 #ifdef SMP
 136 #include <machine/smp.h>
 137 #endif
 138 #ifdef FDT
 139 #include <x86/fdt.h>
 140 #endif
 141
 142 #ifdef DEV_ATPIC
 143 #include <x86/isa/icu.h>
 144 #else
 145 #include <machine/apicvar.h>
 146 #endif
 147
 148 #include <isa/isareg.h>
 149 #include <isa/rtc.h>
 150
 151 /* Sanity check for __curthread() */
 152 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 153
 154 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 155
 156 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 157 extern void identify_cpu(void);
 158 extern void panicifcpuunsupported(void);
 159
 160 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 161 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 162
 163 static void cpu_startup(void *);
 164 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 165     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 166 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
 167     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 168 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 169
 170 /*
 171  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 172  * the physical address at which the kernel is loaded.
 173  */
 174 extern char kernphys[];
 175 #ifdef DDB
 176 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 177 #endif
 178
 179 struct msgbuf *msgbufp;
 180
 181 /* Intel ICH registers */
 182 #define ICH_PMBASE      0x400
 183 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 184
 185 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 186
 187 int cold = 1;
 188
 189 long Maxmem = 0;
 190 long realmem = 0;
 191
 192 /*
 193  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 194  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 195  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 196  * PHYSSEG entries.
 197  */
 198 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 199
 200 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 201 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 202
 203 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 204 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 205 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 206
 207 struct kva_md_info kmi;
 208
 209 static struct trapframe proc0_tf;
 210 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 211
 212 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 213
 214 struct mtx icu_lock;
 215
 216 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 217
 218 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 219
 220 void (*vmm_resume_p)(void);
 221
 222 static void
 223 cpu_startup(dummy)
 224         void *dummy;
 225 {
 226         uintmax_t memsize;
 227         char *sysenv;
 228
 229         /*
 230          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 231          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 232          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 233          * start the APs.
 234          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 235          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 236          */
 237         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 238         if (sysenv != NULL) {
 239                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 240                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 241                     strncmp(sysenv, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 242                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 243                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 244                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 245                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 246                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 247                         if (bootverbose)
 248                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 249                                     "Intel ICH.\n");
 250                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 251                 }
 252                 freeenv(sysenv);
 253         }
 254
 255         /*
 256          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 257          */
 258         startrtclock();
 259         printcpuinfo();
 260         panicifcpuunsupported();
 261 #ifdef PERFMON
 262         perfmon_init();
 263 #endif
 264
 265         /*
 266          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 267          */
 268         memsize = 0;
 269         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 270         if (sysenv != NULL) {
 271                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 272                 freeenv(sysenv);
 273         }
 274         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 275                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 276         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 277         realmem = atop(memsize);
 278
 279         /*
 280          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 281          */
 282         if (bootverbose) {
 283                 int indx;
 284
 285                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 286                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 287                         vm_paddr_t size;
 288
 289                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 290                         printf(
 291                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 292                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 293                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 294                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 295                 }
 296         }
 297
 298         vm_ksubmap_init(&kmi);
 299
 300         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 301             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 302             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 303
 304         /*
 305          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 306          */
 307         bufinit();
 308         vm_pager_bufferinit();
 309
 310         cpu_setregs();
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Send an interrupt to process.
 315  *
 316  * Stack is set up to allow sigcode stored
 317  * at top to call routine, followed by call
 318  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 319  * resets the signal mask, the stack, and the
 320  * frame pointer, it returns to the user
 321  * specified pc, psl.
 322  */
 323 void
 324 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 325 {
 326         struct sigframe sf, *sfp;
 327         struct pcb *pcb;
 328         struct proc *p;
 329         struct thread *td;
 330         struct sigacts *psp;
 331         char *sp;
 332         struct trapframe *regs;
 333         char *xfpusave;
 334         size_t xfpusave_len;
 335         int sig;
 336         int oonstack;
 337
 338         td = curthread;
 339         pcb = td->td_pcb;
 340         p = td->td_proc;
 341         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 342         sig = ksi->ksi_signo;
 343         psp = p->p_sigacts;
 344         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 345         regs = td->td_frame;
 346         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 347
 348         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 349                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 350                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 351         } else {
 352                 xfpusave_len = 0;
 353                 xfpusave = NULL;
 354         }
 355
 356         /* Save user context. */
 357         bzero(&sf, sizeof(sf));
 358         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 359         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 360         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 361             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 362         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 363         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 364         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 365         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 366         fpstate_drop(td);
 367         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 368         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 369         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 370             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 371         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 372
 373         /* Allocate space for the signal handler context. */
 374         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 375             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 376                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 377 #if defined(COMPAT_43)
 378                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 379 #endif
 380         } else
 381                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 382         if (xfpusave != NULL) {
 383                 sp -= xfpusave_len;
 384                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 385                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 386         }
 387         sp -= sizeof(struct sigframe);
 388         /* Align to 16 bytes. */
 389         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 390
 391         /* Translate the signal if appropriate. */
 392         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 393                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 394
 395         /* Build the argument list for the signal handler. */
 396         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 397         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 398         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 399         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 400                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 401                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 402                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 403
 404                 /* Fill in POSIX parts */
 405                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 406                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 407                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 408         } else {
 409                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 410                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 411                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 412                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 413         }
 414         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 415         PROC_UNLOCK(p);
 416
 417         /*
 418          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 419          */
 420         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 421             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 422             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 423             != 0)) {
 424 #ifdef DEBUG
 425                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 426 #endif
 427                 PROC_LOCK(p);
 428                 sigexit(td, SIGILL);
 429         }
 430
 431         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 432         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 433         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 434         regs->tf_cs = _ucodesel;
 435         regs->tf_ds = _udatasel;
 436         regs->tf_ss = _udatasel;
 437         regs->tf_es = _udatasel;
 438         regs->tf_fs = _ufssel;
 439         regs->tf_gs = _ugssel;
 440         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 441         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 442         PROC_LOCK(p);
 443         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 444 }
 445
 446 /*
 447  * System call to cleanup state after a signal
 448  * has been taken.  Reset signal mask and
 449  * stack state from context left by sendsig (above).
 450  * Return to previous pc and psl as specified by
 451  * context left by sendsig. Check carefully to
 452  * make sure that the user has not modified the
 453  * state to gain improper privileges.
 454  *
 455  * MPSAFE
 456  */
 457 int
 458 sys_sigreturn(td, uap)
 459         struct thread *td;
 460         struct sigreturn_args /* {
 461                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 462         } */ *uap;
 463 {
 464         ucontext_t uc;
 465         struct pcb *pcb;
 466         struct proc *p;
 467         struct trapframe *regs;
 468         ucontext_t *ucp;
 469         char *xfpustate;
 470         size_t xfpustate_len;
 471         long rflags;
 472         int cs, error, ret;
 473         ksiginfo_t ksi;
 474
 475         pcb = td->td_pcb;
 476         p = td->td_proc;
 477
 478         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 479         if (error != 0) {
 480                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 481                     p->p_pid, td->td_name);
 482                 return (error);
 483         }
 484         ucp = &uc;
 485         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 486                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 487                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 488                 return (EINVAL);
 489         }
 490         regs = td->td_frame;
 491         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 492         /*
 493          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 494          */
 495         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 496                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 497                     td->td_name, rflags);
 498                 return (EINVAL);
 499         }
 500
 501         /*
 502          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 503          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 504          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 505          */
 506         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 507         if (!CS_SECURE(cs)) {
 508                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 509                     td->td_name, cs);
 510                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 511                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 512                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 513                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 514                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 515                 trapsignal(td, &ksi);
 516                 return (EINVAL);
 517         }
 518
 519         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 520                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 521                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 522                     sizeof(struct savefpu)) {
 523                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 524                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 525                         return (EINVAL);
 526                 }
 527                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 528                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 529                     xfpustate, xfpustate_len);
 530                 if (error != 0) {
 531                         uprintf(
 532         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 533                             p->p_pid, td->td_name);
 534                         return (error);
 535                 }
 536         } else {
 537                 xfpustate = NULL;
 538                 xfpustate_len = 0;
 539         }
 540         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 541         if (ret != 0) {
 542                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 543                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 544                 return (ret);
 545         }
 546         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 547         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 548         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 549
 550 #if defined(COMPAT_43)
 551         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 552                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 553         else
 554                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 555 #endif
 556
 557         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 558         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 559         return (EJUSTRETURN);
 560 }
 561
 562 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 563 int
 564 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 565 {
 566
 567         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 568 }
 569 #endif
 570
 571
 572 /*
 573  * Machine dependent boot() routine
 574  *
 575  * I haven't seen anything to put here yet
 576  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 577  */
 578 void
 579 cpu_boot(int howto)
 580 {
 581 }
 582
 583 /*
 584  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 585  * be made coherent later.
 586  */
 587 void
 588 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 589 {
 590         /* Not applicable */
 591 }
 592
 593 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 594 int
 595 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 596 {
 597         uint64_t tsc1, tsc2;
 598         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 599         register_t reg;
 600
 601         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 602                 return (EINVAL);
 603
 604         /*
 605          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 606          * DELAY(9) based logic fails.
 607          */
 608         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 609                 return (EOPNOTSUPP);
 610
 611 #ifdef SMP
 612         if (smp_cpus > 1) {
 613                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 614                 thread_lock(curthread);
 615                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 616                 thread_unlock(curthread);
 617         }
 618 #endif
 619
 620         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 621         reg = intr_disable();
 622         if (tsc_is_invariant) {
 623                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 624                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 625                 tsc1 = rdtsc();
 626                 DELAY(1000);
 627                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 628                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 629                 tsc2 = rdtsc();
 630                 intr_restore(reg);
 631                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 632                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 633         } else {
 634                 tsc1 = rdtsc();
 635                 DELAY(1000);
 636                 tsc2 = rdtsc();
 637                 intr_restore(reg);
 638                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 639         }
 640
 641 #ifdef SMP
 642         if (smp_cpus > 1) {
 643                 thread_lock(curthread);
 644                 sched_unbind(curthread);
 645                 thread_unlock(curthread);
 646         }
 647 #endif
 648
 649         return (0);
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Shutdown the CPU as much as possible
 654  */
 655 void
 656 cpu_halt(void)
 657 {
 658         for (;;)
 659                 halt();
 660 }
 661
 662 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 663 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 664 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 665 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 666 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 667     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 668
 669 #define STATE_RUNNING   0x0
 670 #define STATE_MWAIT     0x1
 671 #define STATE_SLEEPING  0x2
 672
 673 static void
 674 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 675 {
 676         int *state;
 677
 678         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 679         *state = STATE_SLEEPING;
 680
 681         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 682         disable_intr();
 683         if (sched_runnable())
 684                 enable_intr();
 685         else if (cpu_idle_hook)
 686                 cpu_idle_hook(sbt);
 687         else
 688                 __asm __volatile("sti; hlt");
 689         *state = STATE_RUNNING;
 690 }
 691
 692 static void
 693 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 694 {
 695         int *state;
 696
 697         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 698         *state = STATE_SLEEPING;
 699
 700         /*
 701          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 702          * an interrupt fires during that critical section we may have
 703          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 704          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 705          * To handle this race, check for a runnable thread after
 706          * disabling interrupts and immediately return if one is
 707          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 708          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 709          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 710          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 711          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 712          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 713          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 714          * interrupt.
 715          */
 716         disable_intr();
 717         if (sched_runnable())
 718                 enable_intr();
 719         else
 720                 __asm __volatile("sti; hlt");
 721         *state = STATE_RUNNING;
 722 }
 723
 724 /*
 725  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 726  */
 727 #define MWAIT_C0        0xf0
 728 #define MWAIT_C1        0x00
 729 #define MWAIT_C2        0x10
 730 #define MWAIT_C3        0x20
 731 #define MWAIT_C4        0x30
 732
 733 static void
 734 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 735 {
 736         int *state;
 737
 738         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 739         *state = STATE_MWAIT;
 740
 741         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 742         disable_intr();
 743         if (sched_runnable()) {
 744                 enable_intr();
 745                 *state = STATE_RUNNING;
 746                 return;
 747         }
 748         cpu_monitor(state, 0, 0);
 749         if (*state == STATE_MWAIT)
 750                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 751         else
 752                 enable_intr();
 753         *state = STATE_RUNNING;
 754 }
 755
 756 static void
 757 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 758 {
 759         int *state;
 760         int i;
 761
 762         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 763         *state = STATE_RUNNING;
 764
 765         /*
 766          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 767          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 768          * (and it is much better than missing the check at all).
 769          */
 770         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 771                 if (sched_runnable())
 772                         return;
 773                 cpu_spinwait();
 774         }
 775 }
 776
 777 /*
 778  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 779  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 780  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 781  *
 782  * Reference:
 783  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 784  *   #32559 revision 3.00+
 785  */
 786 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 787 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 788 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 789 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 790
 791 static void
 792 cpu_probe_amdc1e(void)
 793 {
 794
 795         /*
 796          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 797          * dual-cores (or future) k8 family.
 798          */
 799         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 800             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 801             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 802                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 803         }
 804 }
 805
 806 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 807
 808 void
 809 cpu_idle(int busy)
 810 {
 811         uint64_t msr;
 812         sbintime_t sbt = -1;
 813
 814         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 815             busy, curcpu);
 816 #ifdef MP_WATCHDOG
 817         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 818 #endif
 819         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 820         if (busy) {
 821                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 822                         cpu_idle_mwait(busy);
 823                         goto out;
 824                 }
 825         }
 826
 827         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 828         if (!busy) {
 829                 critical_enter();
 830                 sbt = cpu_idleclock();
 831         }
 832
 833         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 834         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 835                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 836                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 837                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 838         }
 839
 840         /* Call main idle method. */
 841         cpu_idle_fn(sbt);
 842
 843         /* Switch timers mack into active mode. */
 844         if (!busy) {
 845                 cpu_activeclock();
 846                 critical_exit();
 847         }
 848 out:
 849         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 850             busy, curcpu);
 851 }
 852
 853 int
 854 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 855 {
 856         struct pcpu *pcpu;
 857         int *state;
 858
 859         pcpu = pcpu_find(cpu);
 860         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 861         /*
 862          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 863          * simply result in unnecessary IPIs.
 864          */
 865         if (*state == STATE_SLEEPING)
 866                 return (0);
 867         if (*state == STATE_MWAIT)
 868                 *state = STATE_RUNNING;
 869         return (1);
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Ordered by speed/power consumption.
 874  */
 875 struct {
 876         void    *id_fn;
 877         char    *id_name;
 878 } idle_tbl[] = {
 879         { cpu_idle_spin, "spin" },
 880         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 881         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 882         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 883         { NULL, NULL }
 884 };
 885
 886 static int
 887 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 888 {
 889         char *avail, *p;
 890         int error;
 891         int i;
 892
 893         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 894         p = avail;
 895         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 896                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 897                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 898                         continue;
 899                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 900                     cpu_idle_hook == NULL)
 901                         continue;
 902                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 903                     idle_tbl[i].id_name);
 904         }
 905         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 906         free(avail, M_TEMP);
 907         return (error);
 908 }
 909
 910 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 911     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 912
 913 static int
 914 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 915 {
 916         char buf[16];
 917         int error;
 918         char *p;
 919         int i;
 920
 921         p = "unknown";
 922         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 923                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 924                         p = idle_tbl[i].id_name;
 925                         break;
 926                 }
 927         }
 928         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 929         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 930         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 931                 return (error);
 932         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 933                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 934                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 935                         continue;
 936                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 937                     cpu_idle_hook == NULL)
 938                         continue;
 939                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 940                         continue;
 941                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 942                 return (0);
 943         }
 944         return (EINVAL);
 945 }
 946
 947 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 948     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 949
 950 /*
 951  * Reset registers to default values on exec.
 952  */
 953 void
 954 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 955 {
 956         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 957         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 958
 959         mtx_lock(&dt_lock);
 960         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 961                 user_ldt_free(td);
 962         else
 963                 mtx_unlock(&dt_lock);
 964
 965         pcb->pcb_fsbase = 0;
 966         pcb->pcb_gsbase = 0;
 967         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 968         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 969         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 970
 971         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 972         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 973         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 974         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 975         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 976         regs->tf_ss = _udatasel;
 977         regs->tf_cs = _ucodesel;
 978         regs->tf_ds = _udatasel;
 979         regs->tf_es = _udatasel;
 980         regs->tf_fs = _ufssel;
 981         regs->tf_gs = _ugssel;
 982         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 983         td->td_retval[1] = 0;
 984
 985         /*
 986          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 987          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 988          */
 989         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 990                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 991                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 992                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 993                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 994                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 995                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 996                 if (pcb == curpcb) {
 997                         /*
 998                          * Clear the debug registers on the running
 999                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1000                          * the next process we switch to.
1001                          */
1002                         reset_dbregs();
1003                 }
1004                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1005         }
1006
1007         /*
1008          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1009          * clean FP state if it uses the FPU again.
1010          */
1011         fpstate_drop(td);
1012 }
1013
1014 void
1015 cpu_setregs(void)
1016 {
1017         register_t cr0;
1018
1019         cr0 = rcr0();
1020         /*
1021          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1022          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1023          */
1024         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1025         load_cr0(cr0);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1030  */
1031
1032 /*
1033  * Initialize segments & interrupt table
1034  */
1035
1036 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1037 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1038 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1039
1040 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1041
1042 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1043 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1044
1045 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1046
1047 /*
1048  * Software prototypes -- in more palatable form.
1049  *
1050  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1051  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1052  */
1053 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1054 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1055 {       .ssd_base = 0x0,
1056         .ssd_limit = 0x0,
1057         .ssd_type = 0,
1058         .ssd_dpl = 0,
1059         .ssd_p = 0,
1060         .ssd_long = 0,
1061         .ssd_def32 = 0,
1062         .ssd_gran = 0           },
1063 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1064 {       .ssd_base = 0x0,
1065         .ssd_limit = 0x0,
1066         .ssd_type = 0,
1067         .ssd_dpl = 0,
1068         .ssd_p = 0,
1069         .ssd_long = 0,
1070         .ssd_def32 = 0,
1071         .ssd_gran = 0           },
1072 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1073 {       .ssd_base = 0x0,
1074         .ssd_limit = 0xfffff,
1075         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1076         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1077         .ssd_p = 1,
1078         .ssd_long = 0,
1079         .ssd_def32 = 1,
1080         .ssd_gran = 1           },
1081 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1082 {       .ssd_base = 0x0,
1083         .ssd_limit = 0xfffff,
1084         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1085         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1086         .ssd_p = 1,
1087         .ssd_long = 0,
1088         .ssd_def32 = 1,
1089         .ssd_gran = 1           },
1090 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1091 {       .ssd_base = 0x0,
1092         .ssd_limit = 0xfffff,
1093         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1094         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1095         .ssd_p = 1,
1096         .ssd_long = 1,
1097         .ssd_def32 = 0,
1098         .ssd_gran = 1           },
1099 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1100 {       .ssd_base = 0x0,
1101         .ssd_limit = 0xfffff,
1102         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1103         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1104         .ssd_p = 1,
1105         .ssd_long = 1,
1106         .ssd_def32 = 0,
1107         .ssd_gran = 1           },
1108 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1109 {       .ssd_base = 0x0,
1110         .ssd_limit = 0xfffff,
1111         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1112         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1113         .ssd_p = 1,
1114         .ssd_long = 0,
1115         .ssd_def32 = 1,
1116         .ssd_gran = 1           },
1117 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1118 {       .ssd_base = 0x0,
1119         .ssd_limit = 0xfffff,
1120         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1121         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1122         .ssd_p = 1,
1123         .ssd_long = 0,
1124         .ssd_def32 = 1,
1125         .ssd_gran = 1           },
1126 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1127 {       .ssd_base = 0x0,
1128         .ssd_limit = 0xfffff,
1129         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1130         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1131         .ssd_p = 1,
1132         .ssd_long = 1,
1133         .ssd_def32 = 0,
1134         .ssd_gran = 1           },
1135 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1136 {       .ssd_base = 0x0,
1137         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1138         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1139         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1140         .ssd_p = 1,
1141         .ssd_long = 0,
1142         .ssd_def32 = 0,
1143         .ssd_gran = 0           },
1144 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1145 {       .ssd_base = 0x0,
1146         .ssd_limit = 0x0,
1147         .ssd_type = 0,
1148         .ssd_dpl = 0,
1149         .ssd_p = 0,
1150         .ssd_long = 0,
1151         .ssd_def32 = 0,
1152         .ssd_gran = 0           },
1153 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1154 {       .ssd_base = 0x0,
1155         .ssd_limit = 0x0,
1156         .ssd_type = 0,
1157         .ssd_dpl = 0,
1158         .ssd_p = 0,
1159         .ssd_long = 0,
1160         .ssd_def32 = 0,
1161         .ssd_gran = 0           },
1162 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1163 {       .ssd_base = 0x0,
1164         .ssd_limit = 0x0,
1165         .ssd_type = 0,
1166         .ssd_dpl = 0,
1167         .ssd_p = 0,
1168         .ssd_long = 0,
1169         .ssd_def32 = 0,
1170         .ssd_gran = 0           },
1171 };
1172
1173 void
1174 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1175         int idx;
1176         inthand_t *func;
1177         int typ;
1178         int dpl;
1179         int ist;
1180 {
1181         struct gate_descriptor *ip;
1182
1183         ip = idt + idx;
1184         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1185         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1186         ip->gd_ist = ist;
1187         ip->gd_xx = 0;
1188         ip->gd_type = typ;
1189         ip->gd_dpl = dpl;
1190         ip->gd_p = 1;
1191         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1192 }
1193
1194 extern inthand_t
1195         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1196         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1197         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1198         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1199         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1200 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1201         IDTVEC(dtrace_ret),
1202 #endif
1203 #ifdef XENHVM
1204         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1205 #endif
1206         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1207
1208 #ifdef DDB
1209 /*
1210  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1211  * the default 'rsvd' entry point.
1212  */
1213 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1214 {
1215         struct gate_descriptor *ip;
1216         int idx;
1217         uintptr_t func;
1218
1219         ip = idt;
1220         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1221                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1222                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1223                         db_printf("%3d\t", idx);
1224                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1225                         db_printf("\n");
1226                 }
1227                 ip++;
1228         }
1229 }
1230
1231 /* Show privileged registers. */
1232 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1233 {
1234         struct {
1235                 uint16_t limit;
1236                 uint64_t base;
1237         } __packed idtr, gdtr;
1238         uint16_t ldt, tr;
1239
1240         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1241         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1242             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1243         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1244         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1245             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1246         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1247         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1248         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1249         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1250         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1251         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1252         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1253         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1254         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1255         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1256         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1257         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1258         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1259 }
1260 #endif
1261
1262 void
1263 sdtossd(sd, ssd)
1264         struct user_segment_descriptor *sd;
1265         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1266 {
1267
1268         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1269         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1270         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1271         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1272         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1273         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1274         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1275         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1276 }
1277
1278 void
1279 ssdtosd(ssd, sd)
1280         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1281         struct user_segment_descriptor *sd;
1282 {
1283
1284         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1285         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1286         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1287         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1288         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1289         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1290         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1291         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1292         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1293         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1294 }
1295
1296 void
1297 ssdtosyssd(ssd, sd)
1298         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1299         struct system_segment_descriptor *sd;
1300 {
1301
1302         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1303         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1304         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1305         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1306         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1307         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1308         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1309         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1310 }
1311
1312 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1313 #include <isa/isavar.h>
1314 #include <isa/isareg.h>
1315 /*
1316  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1317  * and is only suitable for use at probe time.
1318  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1319  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1320  * implementation in the apic driver code, if at all.
1321  */
1322 intrmask_t
1323 isa_irq_pending(void)
1324 {
1325         u_char irr1;
1326         u_char irr2;
1327
1328         irr1 = inb(IO_ICU1);
1329         irr2 = inb(IO_ICU2);
1330         return ((irr2 << 8) | irr1);
1331 }
1332 #endif
1333
1334 u_int basemem;
1335
1336 static int
1337 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1338     int *physmap_idxp)
1339 {
1340         int i, insert_idx, physmap_idx;
1341
1342         physmap_idx = *physmap_idxp;
1343
1344         if (length == 0)
1345                 return (1);
1346
1347         /*
1348          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1349          * assuming the new entry will be added to the end.
1350          */
1351         insert_idx = physmap_idx + 2;
1352         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1353                 if (base < physmap[i + 1]) {
1354                         if (base + length <= physmap[i]) {
1355                                 insert_idx = i;
1356                                 break;
1357                         }
1358                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1359                                 printf(
1360                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1361                         return (1);
1362                 }
1363         }
1364
1365         /* See if we can prepend to the next entry. */
1366         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1367                 physmap[insert_idx] = base;
1368                 return (1);
1369         }
1370
1371         /* See if we can append to the previous entry. */
1372         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1373                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1374                 return (1);
1375         }
1376
1377         physmap_idx += 2;
1378         *physmap_idxp = physmap_idx;
1379         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1380                 printf(
1381                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1382                 return (0);
1383         }
1384
1385         /*
1386          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1387          * entry if needed.
1388          */
1389         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1390                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1391                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1392         }
1393
1394         /* Insert the new entry. */
1395         physmap[insert_idx] = base;
1396         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1397         return (1);
1398 }
1399
1400 static void
1401 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1402     int *physmap_idx)
1403 {
1404         struct bios_smap *smap, *smapend;
1405         u_int32_t smapsize;
1406
1407         /*
1408          * Memory map from INT 15:E820.
1409          *
1410          * subr_module.c says:
1411          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1412          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1413          */
1414         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1415         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1416
1417         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1418                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1419                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1420                             smap->type, smap->base, smap->length);
1421
1422                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1423                         continue;
1424
1425                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1426                     physmap_idx))
1427                         break;
1428         }
1429 }
1430
1431 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1432         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1433
1434 static void
1435 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1436     int *physmap_idx)
1437 {
1438         struct efi_md *map, *p;
1439         const char *type;
1440         size_t efisz;
1441         int ndesc, i;
1442
1443         static const char *types[] = {
1444                 "Reserved",
1445                 "LoaderCode",
1446                 "LoaderData",
1447                 "BootServicesCode",
1448                 "BootServicesData",
1449                 "RuntimeServicesCode",
1450                 "RuntimeServicesData",
1451                 "ConventionalMemory",
1452                 "UnusableMemory",
1453                 "ACPIReclaimMemory",
1454                 "ACPIMemoryNVS",
1455                 "MemoryMappedIO",
1456                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1457                 "PalCode"
1458         };
1459
1460         /*
1461          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1462          * Boot Services API.
1463          */
1464         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1465         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1466
1467         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1468                 return;
1469         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1470
1471         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1472                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1473                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1474
1475         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1476             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1477                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1478                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1479                                 type = types[p->md_type];
1480                         else
1481                                 type = "<INVALID>";
1482                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1483                             p->md_virt, p->md_pages);
1484                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1485                                 printf("UC ");
1486                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1487                                 printf("WC ");
1488                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1489                                 printf("WT ");
1490                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1491                                 printf("WB ");
1492                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1493                                 printf("UCE ");
1494                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1495                                 printf("WP ");
1496                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1497                                 printf("RP ");
1498                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1499                                 printf("XP ");
1500                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1501                                 printf("RUNTIME");
1502                         printf("\n");
1503                 }
1504
1505                 switch (p->md_type) {
1506                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1507                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1508                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1509                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1510                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1511                         /*
1512                          * We're allowed to use any entry with these types.
1513                          */
1514                         break;
1515                 default:
1516                         continue;
1517                 }
1518
1519                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1520                     physmap, physmap_idx))
1521                         break;
1522         }
1523 }
1524
1525 static char bootmethod[16] = "";
1526 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1527     "System firmware boot method");
1528
1529 /*
1530  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1531  * available physical memory in the system, then test this memory and
1532  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1533  *
1534  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1535  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1536  *
1537  * XXX first should be vm_paddr_t.
1538  */
1539 static void
1540 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1541 {
1542         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1543         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1544         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1545         pt_entry_t *pte;
1546         struct bios_smap *smapbase;
1547         struct efi_map_header *efihdr;
1548         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1549
1550         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1551         basemem = 0;
1552         physmap_idx = 0;
1553
1554         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1555             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1556         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1557             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1558
1559         if (efihdr != NULL) {
1560                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, &physmap_idx);
1561                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1562         } else if (smapbase != NULL) {
1563                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
1564                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1565         } else {
1566                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1567         }
1568
1569         /*
1570          * Find the 'base memory' segment for SMP
1571          */
1572         basemem = 0;
1573         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1574                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1575                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1576                         break;
1577                 }
1578         }
1579         if (basemem == 0)
1580                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1581
1582 #ifdef SMP
1583         /* make hole for AP bootstrap code */
1584         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1585 #endif
1586
1587         /*
1588          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1589          * highest page of the physical address space.  It should be
1590          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1591          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1592          */
1593         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1594
1595 #ifdef MAXMEM
1596         Maxmem = MAXMEM / 4;
1597 #endif
1598
1599         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1600                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1601
1602         /*
1603          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1604          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1605          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1606          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1607          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1608          */
1609         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1610         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1611
1612         /*
1613          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1614          * in the system.
1615          */
1616         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1617                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1618
1619         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1620             (boothowto & RB_VERBOSE))
1621                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1622
1623         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1624         pmap_bootstrap(&first);
1625
1626         /*
1627          * Size up each available chunk of physical memory.
1628          *
1629          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1630          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1631          * running in a VM.
1632          */
1633         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1634         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1635         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1636                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1637         else if (physmem_start >= physmap[1])
1638                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1639         else
1640                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1641         pa_indx = 0;
1642         da_indx = 1;
1643         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1644         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1645         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1646         pte = CMAP1;
1647
1648         /*
1649          * Get dcons buffer address
1650          */
1651         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1652             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1653                 dcons_addr = 0;
1654
1655         /*
1656          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1657          * round up the start address and round down the end address.
1658          */
1659         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1660                 vm_paddr_t end;
1661
1662                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1663                 if (physmap[i + 1] < end)
1664                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1665                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1666                         int tmp, page_bad, full;
1667                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1668
1669                         full = FALSE;
1670                         /*
1671                          * block out kernel memory as not available.
1672                          */
1673                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1674                                 goto do_dump_avail;
1675
1676                         /*
1677                          * block out dcons buffer
1678                          */
1679                         if (dcons_addr > 0
1680                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1681                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1682                                 goto do_dump_avail;
1683
1684                         page_bad = FALSE;
1685                         if (memtest == 0)
1686                                 goto skip_memtest;
1687
1688                         /*
1689                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1690                          */
1691                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1692                         invltlb();
1693
1694                         tmp = *(int *)ptr;
1695                         /*
1696                          * Test for alternating 1's and 0's
1697                          */
1698                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1699                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1700                                 page_bad = TRUE;
1701                         /*
1702                          * Test for alternating 0's and 1's
1703                          */
1704                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1705                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1706                                 page_bad = TRUE;
1707                         /*
1708                          * Test for all 1's
1709                          */
1710                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1711                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1712                                 page_bad = TRUE;
1713                         /*
1714                          * Test for all 0's
1715                          */
1716                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1717                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1718                                 page_bad = TRUE;
1719                         /*
1720                          * Restore original value.
1721                          */
1722                         *(int *)ptr = tmp;
1723
1724 skip_memtest:
1725                         /*
1726                          * Adjust array of valid/good pages.
1727                          */
1728                         if (page_bad == TRUE)
1729                                 continue;
1730                         /*
1731                          * If this good page is a continuation of the
1732                          * previous set of good pages, then just increase
1733                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1734                          * Note that "end" points one higher than end,
1735                          * making the range >= start and < end.
1736                          * If we're also doing a speculative memory
1737                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1738                          * so that we keep going. The first bad page
1739                          * will terminate the loop.
1740                          */
1741                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1742                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1743                         } else {
1744                                 pa_indx++;
1745                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1746                                         printf(
1747                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1748                                         pa_indx--;
1749                                         full = TRUE;
1750                                         goto do_dump_avail;
1751                                 }
1752                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1753                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1754                         }
1755                         physmem++;
1756 do_dump_avail:
1757                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1758                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1759                         } else {
1760                                 da_indx++;
1761                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1762                                         da_indx--;
1763                                         goto do_next;
1764                                 }
1765                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1766                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1767                         }
1768 do_next:
1769                         if (full)
1770                                 break;
1771                 }
1772         }
1773         *pte = 0;
1774         invltlb();
1775
1776         /*
1777          * XXX
1778          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1779          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1780          * calculation, etc.).
1781          */
1782         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1783             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1784                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1785                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1786                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1787         }
1788
1789         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1790
1791         /* Trim off space for the message buffer. */
1792         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1793
1794         /* Map the message buffer. */
1795         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1796 }
1797
1798 u_int64_t
1799 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1800 {
1801         caddr_t kmdp;
1802         int gsel_tss, x;
1803         struct pcpu *pc;
1804         struct nmi_pcpu *np;
1805         struct xstate_hdr *xhdr;
1806         u_int64_t msr;
1807         char *env;
1808         size_t kstack0_sz;
1809
1810         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1811         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1812         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1813         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1814         physfree += kstack0_sz;
1815
1816         /*
1817          * This may be done better later if it gets more high level
1818          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1819          */
1820         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1821
1822         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1823         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1824         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1825         if (kmdp == NULL)
1826                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1827         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1828         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1829 #ifdef DDB
1830         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1831         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1832 #endif
1833
1834         /* Init basic tunables, hz etc */
1835         init_param1();
1836
1837         /*
1838          * make gdt memory segments
1839          */
1840         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1841                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1842                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1843                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1844         }
1845         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1846         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1847             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1848
1849         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1850         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1851         lgdt(&r_gdt);
1852         pc = &__pcpu[0];
1853
1854         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1855         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1856         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1857
1858         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1859         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1860         physfree += DPCPU_SIZE;
1861         PCPU_SET(prvspace, pc);
1862         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1863         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1864         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1865         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1866         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1867         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1868         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1869
1870         /*
1871          * Initialize mutexes.
1872          *
1873          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1874          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1875          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1876          *           under witness.
1877          */
1878         mutex_init();
1879         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1880         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1881
1882         /* exceptions */
1883         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1884                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1885         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1886         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1887         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1888         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1889         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1890         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1891         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1892         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1893         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1894         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1895         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1896         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1897         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1898         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1899         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1900         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1901         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1902         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1903         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1904 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1905         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1906 #endif
1907 #ifdef XENHVM
1908         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1909 #endif
1910
1911         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1912         r_idt.rd_base = (long) idt;
1913         lidt(&r_idt);
1914
1915         /*
1916          * Initialize the i8254 before the console so that console
1917          * initialization can use DELAY().
1918          */
1919         i8254_init();
1920
1921         /*
1922          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1923          * transition).
1924          */
1925         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1926             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1927                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1928
1929         /*
1930          * Initialize the console before we print anything out.
1931          */
1932         cninit();
1933
1934 #ifdef DEV_ISA
1935 #ifdef DEV_ATPIC
1936         elcr_probe();
1937         atpic_startup();
1938 #else
1939         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1940         atpic_reset();
1941
1942         /*
1943          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1944          * interrupt handler.
1945          */
1946         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1947         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1948 #endif
1949 #else
1950 #error "have you forgotten the isa device?";
1951 #endif
1952
1953         kdb_init();
1954
1955 #ifdef KDB
1956         if (boothowto & RB_KDB)
1957                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1958                     "Boot flags requested debugger");
1959 #endif
1960
1961         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1962         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1963         initializecpucache();
1964
1965         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1966         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1967
1968         /*
1969          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1970          * above the start of the ist2 stack.
1971          */
1972         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1973         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1974         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1975
1976         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1977         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1978             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1979
1980         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1981         ltr(gsel_tss);
1982
1983         /* Set up the fast syscall stuff */
1984         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1985         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1986         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1987         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1988         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1989               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1990         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1991         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1992
1993         getmemsize(kmdp, physfree);
1994         init_param2(physmem);
1995
1996         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1997
1998         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1999         fpuinit();
2000
2001         /*
2002          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2003          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2004          * area.
2005          */
2006         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2007         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2008         if (use_xsave) {
2009                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2010                     1);
2011                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2012         }
2013         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2014         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2015         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2016         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2017         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2018         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2019
2020         /* transfer to user mode */
2021
2022         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2023         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2024         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2025         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2026         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2027
2028         load_ds(_udatasel);
2029         load_es(_udatasel);
2030         load_fs(_ufssel);
2031
2032         /* setup proc 0's pcb */
2033         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2034         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2035         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2036
2037         env = getenv("kernelname");
2038         if (env != NULL)
2039                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2040
2041         cpu_probe_amdc1e();
2042
2043 #ifdef FDT
2044         x86_init_fdt();
2045 #endif
2046
2047         /* Location of kernel stack for locore */
2048         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2049 }
2050
2051 void
2052 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2053 {
2054
2055         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2056 }
2057
2058 void
2059 spinlock_enter(void)
2060 {
2061         struct thread *td;
2062         register_t flags;
2063
2064         td = curthread;
2065         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2066                 flags = intr_disable();
2067                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2068                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2069         } else
2070                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2071         critical_enter();
2072 }
2073
2074 void
2075 spinlock_exit(void)
2076 {
2077         struct thread *td;
2078         register_t flags;
2079
2080         td = curthread;
2081         critical_exit();
2082         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2083         td->td_md.md_spinlock_count--;
2084         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2085                 intr_restore(flags);
2086 }
2087
2088 /*
2089  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2090  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2091  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2092  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2093  * enough for a backtrace.
2094  */
2095 void
2096 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2097 {
2098
2099         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2100         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2101         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2102         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2103         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2104         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2105         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2106         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2107 }
2108
2109 int
2110 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2111 {
2112
2113         td->td_frame->tf_rip = addr;
2114         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2115         return (0);
2116 }
2117
2118 int
2119 ptrace_single_step(struct thread *td)
2120 {
2121         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2122         return (0);
2123 }
2124
2125 int
2126 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2127 {
2128         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2129         return (0);
2130 }
2131
2132 int
2133 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2134 {
2135         struct trapframe *tp;
2136
2137         tp = td->td_frame;
2138         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2139 }
2140
2141 int
2142 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2143 {
2144         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2145         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2146         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2147         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2148         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2149         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2150         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2151         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2152         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2153         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2154         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2155         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2156         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2157         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2158         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2159         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2160         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2161         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2162         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2163         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2164         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2165                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2166                 regs->r_es = tp->tf_es;
2167                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2168                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2169         } else {
2170                 regs->r_ds = 0;
2171                 regs->r_es = 0;
2172                 regs->r_fs = 0;
2173                 regs->r_gs = 0;
2174         }
2175         return (0);
2176 }
2177
2178 int
2179 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2180 {
2181         struct trapframe *tp;
2182         register_t rflags;
2183
2184         tp = td->td_frame;
2185         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2186         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2187                 return (EINVAL);
2188         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2189         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2190         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2191         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2192         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2193         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2194         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2195         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2196         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2197         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2198         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2199         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2200         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2201         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2202         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2203         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2204         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2205         tp->tf_rflags = rflags;
2206         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2207         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2208         if (0) {        /* XXXKIB */
2209                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2210                 tp->tf_es = regs->r_es;
2211                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2212                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2213                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2214         }
2215         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2216         return (0);
2217 }
2218
2219 /* XXX check all this stuff! */
2220 /* externalize from sv_xmm */
2221 static void
2222 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2223 {
2224         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2225         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2226         int i;
2227
2228         /* pcb -> fpregs */
2229         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2230
2231         /* FPU control/status */
2232         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2233         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2234         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2235         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2236         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2237         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2238         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2239         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2240
2241         /* FPU registers */
2242         for (i = 0; i < 8; ++i)
2243                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2244
2245         /* SSE registers */
2246         for (i = 0; i < 16; ++i)
2247                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2248 }
2249
2250 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2251 static void
2252 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2253 {
2254         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2255         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2256         int i;
2257
2258         /* fpregs -> pcb */
2259         /* FPU control/status */
2260         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2261         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2262         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2263         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2264         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2265         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2266         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2267         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2268
2269         /* FPU registers */
2270         for (i = 0; i < 8; ++i)
2271                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2272
2273         /* SSE registers */
2274         for (i = 0; i < 16; ++i)
2275                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2276 }
2277
2278 /* externalize from td->pcb */
2279 int
2280 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2281 {
2282
2283         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2284             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2285             ("not suspended thread %p", td));
2286         fpugetregs(td);
2287         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2288         return (0);
2289 }
2290
2291 /* internalize to td->pcb */
2292 int
2293 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2294 {
2295
2296         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2297         fpuuserinited(td);
2298         return (0);
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Get machine context.
2303  */
2304 int
2305 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2306 {
2307         struct pcb *pcb;
2308         struct trapframe *tp;
2309
2310         pcb = td->td_pcb;
2311         tp = td->td_frame;
2312         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2313         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2314         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2315         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2316         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2317         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2318         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2319         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2320         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2321         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2322         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2323         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2324         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2325         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2326         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2327         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2328         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2329         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2330                 mcp->mc_rax = 0;
2331                 mcp->mc_rdx = 0;
2332                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2333         } else {
2334                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2335                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2336         }
2337         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2338         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2339         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2340         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2341         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2342         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2343         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2344         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2345         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2346         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2347         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2348         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2349         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2350         mcp->mc_xfpustate = 0;
2351         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2352         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2353         return (0);
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Set machine context.
2358  *
2359  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2360  * touch the cs selector.
2361  */
2362 int
2363 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2364 {
2365         struct pcb *pcb;
2366         struct trapframe *tp;
2367         char *xfpustate;
2368         long rflags;
2369         int ret;
2370
2371         pcb = td->td_pcb;
2372         tp = td->td_frame;
2373         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2374             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2375                 return (EINVAL);
2376         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2377             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2378         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2379                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2380                     sizeof(struct savefpu))
2381                         return (EINVAL);
2382                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2383                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2384                     mcp->mc_xfpustate_len);
2385                 if (ret != 0)
2386                         return (ret);
2387         } else
2388                 xfpustate = NULL;
2389         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2390         if (ret != 0)
2391                 return (ret);
2392         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2393         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2394         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2395         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2396         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2397         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2398         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2399         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2400         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2401         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2402         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2403         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2404         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2405         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2406         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2407         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2408         tp->tf_rflags = rflags;
2409         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2410         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2411         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2412         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2413                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2414                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2415                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2416                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2417         }
2418         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2419                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2420                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2421         }
2422         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2423         return (0);
2424 }
2425
2426 static void
2427 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2428     size_t xfpusave_len)
2429 {
2430         size_t max_len, len;
2431
2432         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2433         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2434             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2435         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2436         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2437                 return;
2438         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2439         len = xfpusave_len;
2440         if (len > max_len) {
2441                 len = max_len;
2442                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2443         }
2444         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2445         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2446         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2447 }
2448
2449 static int
2450 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2451     size_t xfpustate_len)
2452 {
2453         struct savefpu *fpstate;
2454         int error;
2455
2456         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2457                 return (0);
2458         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2459                 return (EINVAL);
2460         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2461                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2462                 fpstate_drop(td);
2463                 error = 0;
2464         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2465             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2466                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2467                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2468                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2469         } else
2470                 return (EINVAL);
2471         return (error);
2472 }
2473
2474 void
2475 fpstate_drop(struct thread *td)
2476 {
2477
2478         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2479         critical_enter();
2480         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2481                 fpudrop();
2482         /*
2483          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2484          * owned it.
2485          *
2486          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2487          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2488          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2489          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2490          * have too many layers.
2491          */
2492         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2493             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2494         critical_exit();
2495 }
2496
2497 int
2498 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2499 {
2500         struct pcb *pcb;
2501
2502         if (td == NULL) {
2503                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2504                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2505                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2506                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2507                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2508                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2509         } else {
2510                 pcb = td->td_pcb;
2511                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2512                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2513                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2514                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2515                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2516                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2517         }
2518         dbregs->dr[4] = 0;
2519         dbregs->dr[5] = 0;
2520         dbregs->dr[8] = 0;
2521         dbregs->dr[9] = 0;
2522         dbregs->dr[10] = 0;
2523         dbregs->dr[11] = 0;
2524         dbregs->dr[12] = 0;
2525         dbregs->dr[13] = 0;
2526         dbregs->dr[14] = 0;
2527         dbregs->dr[15] = 0;
2528         return (0);
2529 }
2530
2531 int
2532 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2533 {
2534         struct pcb *pcb;
2535         int i;
2536
2537         if (td == NULL) {
2538                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2539                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2540                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2541                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2542                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2543                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2544         } else {
2545                 /*
2546                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2547                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2548                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2549                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2550                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2551                  */
2552                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2553                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2554                                 return (EINVAL);
2555                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2556                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2557                                 return (EINVAL);
2558                 }
2559                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2560                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2561                         return (EINVAL);
2562
2563                 pcb = td->td_pcb;
2564
2565                 /*
2566                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2567                  * process's address space.  If a process could do this, it
2568                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2569                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2570                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2571                  * process's address space.
2572                  *
2573                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2574                  * address space is written into from within the kernel
2575                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2576                  * from within kernel mode?
2577                  */
2578
2579                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2580                         /* dr0 is enabled */
2581                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2582                                 return (EINVAL);
2583                 }
2584                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2585                         /* dr1 is enabled */
2586                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2587                                 return (EINVAL);
2588                 }
2589                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2590                         /* dr2 is enabled */
2591                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2592                                 return (EINVAL);
2593                 }
2594                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2595                         /* dr3 is enabled */
2596                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2597                                 return (EINVAL);
2598                 }
2599
2600                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2601                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2602                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2603                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2604                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2605                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2606
2607                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2608         }
2609
2610         return (0);
2611 }
2612
2613 void
2614 reset_dbregs(void)
2615 {
2616
2617         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2618         load_dr0(0);
2619         load_dr1(0);
2620         load_dr2(0);
2621         load_dr3(0);
2622         load_dr6(0);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2627  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2628  */
2629 int
2630 user_dbreg_trap(void)
2631 {
2632         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2633         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2634         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2635         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2636         int i;
2637
2638         dr7 = rdr7();
2639         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2640                 /*
2641                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2642                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2643                  * hardware debug registers
2644                  */
2645                 return 0;
2646         }
2647
2648         nbp = 0;
2649         dr6 = rdr6();
2650         bp = dr6 & 0x0000000f;
2651
2652         if (!bp) {
2653                 /*
2654                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2655                  * trap was not caused by any of the debug registers
2656                  */
2657                 return 0;
2658         }
2659
2660         /*
2661          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2662          * which ones and if any of them are user space addresses
2663          */
2664
2665         if (bp & 0x01) {
2666                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2667         }
2668         if (bp & 0x02) {
2669                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2670         }
2671         if (bp & 0x04) {
2672                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2673         }
2674         if (bp & 0x08) {
2675                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2676         }
2677
2678         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2679                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2680                         /*
2681                          * addr[i] is in user space
2682                          */
2683                         return nbp;
2684                 }
2685         }
2686
2687         /*
2688          * None of the breakpoints are in user space.
2689          */
2690         return 0;
2691 }
2692
2693 #ifdef KDB
2694
2695 /*
2696  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2697  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2698  */
2699
2700 /* silence compiler warnings */
2701 u_char inb_(u_short);
2702 void outb_(u_short, u_char);
2703
2704 u_char
2705 inb_(u_short port)
2706 {
2707         return inb(port);
2708 }
2709
2710 void
2711 outb_(u_short port, u_char data)
2712 {
2713         outb(port, data);
2714 }
2715
2716 #endif /* KDB */