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_sched.h"
  57 #include "opt_kdtrace.h"
  58
  59 #include <sys/param.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/systm.h>
  62 #include <sys/bio.h>
  63 #include <sys/buf.h>
  64 #include <sys/bus.h>
  65 #include <sys/callout.h>
  66 #include <sys/cons.h>
  67 #include <sys/cpu.h>
  68 #include <sys/eventhandler.h>
  69 #include <sys/exec.h>
  70 #include <sys/imgact.h>
  71 #include <sys/kdb.h>
  72 #include <sys/kernel.h>
  73 #include <sys/ktr.h>
  74 #include <sys/linker.h>
  75 #include <sys/lock.h>
  76 #include <sys/malloc.h>
  77 #include <sys/memrange.h>
  78 #include <sys/msgbuf.h>
  79 #include <sys/mutex.h>
  80 #include <sys/pcpu.h>
  81 #include <sys/ptrace.h>
  82 #include <sys/reboot.h>
  83 #include <sys/sched.h>
  84 #include <sys/signalvar.h>
  85 #ifdef SMP
  86 #include <sys/smp.h>
  87 #endif
  88 #include <sys/syscallsubr.h>
  89 #include <sys/sysctl.h>
  90 #include <sys/sysent.h>
  91 #include <sys/sysproto.h>
  92 #include <sys/ucontext.h>
  93 #include <sys/vmmeter.h>
  94
  95 #include <vm/vm.h>
  96 #include <vm/vm_extern.h>
  97 #include <vm/vm_kern.h>
  98 #include <vm/vm_page.h>
  99 #include <vm/vm_map.h>
 100 #include <vm/vm_object.h>
 101 #include <vm/vm_pager.h>
 102 #include <vm/vm_param.h>
 103
 104 #ifdef DDB
 105 #ifndef KDB
 106 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 107 #endif
 108 #include <ddb/ddb.h>
 109 #include <ddb/db_sym.h>
 110 #endif
 111
 112 #include <net/netisr.h>
 113
 114 #include <machine/clock.h>
 115 #include <machine/cpu.h>
 116 #include <machine/cputypes.h>
 117 #include <machine/intr_machdep.h>
 118 #include <x86/mca.h>
 119 #include <machine/md_var.h>
 120 #include <machine/metadata.h>
 121 #include <machine/mp_watchdog.h>
 122 #include <machine/pc/bios.h>
 123 #include <machine/pcb.h>
 124 #include <machine/proc.h>
 125 #include <machine/reg.h>
 126 #include <machine/sigframe.h>
 127 #include <machine/specialreg.h>
 128 #ifdef PERFMON
 129 #include <machine/perfmon.h>
 130 #endif
 131 #include <machine/tss.h>
 132 #ifdef SMP
 133 #include <machine/smp.h>
 134 #endif
 135
 136 #ifdef DEV_ATPIC
 137 #include <x86/isa/icu.h>
 138 #else
 139 #include <machine/apicvar.h>
 140 #endif
 141
 142 #include <isa/isareg.h>
 143 #include <isa/rtc.h>
 144
 145 /* Sanity check for __curthread() */
 146 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 147
 148 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 149
 150 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 151 extern void identify_cpu(void);
 152 extern void panicifcpuunsupported(void);
 153
 154 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 155 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 156
 157 static void cpu_startup(void *);
 158 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 159     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 160 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
 161     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 162 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 163
 164 /*
 165  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 166  * the physical address at which the kernel is loaded.
 167  */
 168 extern char kernphys[];
 169 #ifdef DDB
 170 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 171 #endif
 172
 173 struct msgbuf *msgbufp;
 174
 175 /* Intel ICH registers */
 176 #define ICH_PMBASE      0x400
 177 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 178
 179 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 180
 181 int cold = 1;
 182
 183 long Maxmem = 0;
 184 long realmem = 0;
 185
 186 /*
 187  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 188  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 189  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 190  * PHYSSEG entries.
 191  */
 192 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 193
 194 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 195 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 196
 197 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 198 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 199 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 200
 201 struct kva_md_info kmi;
 202
 203 static struct trapframe proc0_tf;
 204 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 205
 206 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 207
 208 struct mtx icu_lock;
 209
 210 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 211
 212 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 213
 214 static void
 215 cpu_startup(dummy)
 216         void *dummy;
 217 {
 218         uintmax_t memsize;
 219         char *sysenv;
 220
 221         /*
 222          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 223          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 224          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 225          * start the APs.
 226          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 227          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 228          */
 229         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 230         if (sysenv != NULL) {
 231                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 232                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 233                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 234                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 235                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 236                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 237                         if (bootverbose)
 238                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 239                                     "Intel ICH.\n");
 240                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 241                 }
 242                 freeenv(sysenv);
 243         }
 244
 245         /*
 246          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 247          */
 248         startrtclock();
 249         printcpuinfo();
 250         panicifcpuunsupported();
 251 #ifdef PERFMON
 252         perfmon_init();
 253 #endif
 254         realmem = Maxmem;
 255
 256         /*
 257          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 258          */
 259         memsize = 0;
 260         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 261         if (sysenv != NULL) {
 262                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 263                 freeenv(sysenv);
 264         }
 265         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 266                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 267         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 268
 269         /*
 270          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 271          */
 272         if (bootverbose) {
 273                 int indx;
 274
 275                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 276                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 277                         vm_paddr_t size;
 278
 279                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 280                         printf(
 281                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 282                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 283                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 284                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 285                 }
 286         }
 287
 288         vm_ksubmap_init(&kmi);
 289
 290         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 291             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 292             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 293
 294         /*
 295          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 296          */
 297         bufinit();
 298         vm_pager_bufferinit();
 299
 300         cpu_setregs();
 301
 302         /*
 303          * Add BSP as an interrupt target.
 304          */
 305         intr_add_cpu(0);
 306 }
 307
 308 /*
 309  * Send an interrupt to process.
 310  *
 311  * Stack is set up to allow sigcode stored
 312  * at top to call routine, followed by call
 313  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 314  * resets the signal mask, the stack, and the
 315  * frame pointer, it returns to the user
 316  * specified pc, psl.
 317  */
 318 void
 319 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 320 {
 321         struct sigframe sf, *sfp;
 322         struct pcb *pcb;
 323         struct proc *p;
 324         struct thread *td;
 325         struct sigacts *psp;
 326         char *sp;
 327         struct trapframe *regs;
 328         char *xfpusave;
 329         size_t xfpusave_len;
 330         int sig;
 331         int oonstack;
 332
 333         td = curthread;
 334         pcb = td->td_pcb;
 335         p = td->td_proc;
 336         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 337         sig = ksi->ksi_signo;
 338         psp = p->p_sigacts;
 339         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 340         regs = td->td_frame;
 341         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 342
 343         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 344                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 345                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 346         } else {
 347                 xfpusave_len = 0;
 348                 xfpusave = NULL;
 349         }
 350
 351         /* Save user context. */
 352         bzero(&sf, sizeof(sf));
 353         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 354         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 355         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 356             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 357         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 358         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 359         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 360         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 361         fpstate_drop(td);
 362         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 363         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 364         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 365             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 366         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 367
 368         /* Allocate space for the signal handler context. */
 369         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 370             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 371                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 372 #if defined(COMPAT_43)
 373                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 374 #endif
 375         } else
 376                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 377         if (xfpusave != NULL) {
 378                 sp -= xfpusave_len;
 379                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 380                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 381         }
 382         sp -= sizeof(struct sigframe);
 383         /* Align to 16 bytes. */
 384         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 385
 386         /* Translate the signal if appropriate. */
 387         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 388                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 389
 390         /* Build the argument list for the signal handler. */
 391         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 392         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 393         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 394         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 395                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 396                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 397                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 398
 399                 /* Fill in POSIX parts */
 400                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 401                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 402                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 403         } else {
 404                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 405                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 406                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 407                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 408         }
 409         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 410         PROC_UNLOCK(p);
 411
 412         /*
 413          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 414          */
 415         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 416             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 417             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 418             != 0)) {
 419 #ifdef DEBUG
 420                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 421 #endif
 422                 PROC_LOCK(p);
 423                 sigexit(td, SIGILL);
 424         }
 425
 426         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 427         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 428         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 429         regs->tf_cs = _ucodesel;
 430         regs->tf_ds = _udatasel;
 431         regs->tf_es = _udatasel;
 432         regs->tf_fs = _ufssel;
 433         regs->tf_gs = _ugssel;
 434         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 435         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 436         PROC_LOCK(p);
 437         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 438 }
 439
 440 /*
 441  * System call to cleanup state after a signal
 442  * has been taken.  Reset signal mask and
 443  * stack state from context left by sendsig (above).
 444  * Return to previous pc and psl as specified by
 445  * context left by sendsig. Check carefully to
 446  * make sure that the user has not modified the
 447  * state to gain improper privileges.
 448  *
 449  * MPSAFE
 450  */
 451 int
 452 sys_sigreturn(td, uap)
 453         struct thread *td;
 454         struct sigreturn_args /* {
 455                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 456         } */ *uap;
 457 {
 458         ucontext_t uc;
 459         struct pcb *pcb;
 460         struct proc *p;
 461         struct trapframe *regs;
 462         ucontext_t *ucp;
 463         char *xfpustate;
 464         size_t xfpustate_len;
 465         long rflags;
 466         int cs, error, ret;
 467         ksiginfo_t ksi;
 468
 469         pcb = td->td_pcb;
 470         p = td->td_proc;
 471
 472         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 473         if (error != 0) {
 474                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 475                     p->p_pid, td->td_name);
 476                 return (error);
 477         }
 478         ucp = &uc;
 479         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 480                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 481                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 482                 return (EINVAL);
 483         }
 484         regs = td->td_frame;
 485         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 486         /*
 487          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 488          */
 489         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 490                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 491                     td->td_name, rflags);
 492                 return (EINVAL);
 493         }
 494
 495         /*
 496          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 497          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 498          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 499          */
 500         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 501         if (!CS_SECURE(cs)) {
 502                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 503                     td->td_name, cs);
 504                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 505                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 506                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 507                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 508                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 509                 trapsignal(td, &ksi);
 510                 return (EINVAL);
 511         }
 512
 513         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 514                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 515                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 516                     sizeof(struct savefpu)) {
 517                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 518                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 519                         return (EINVAL);
 520                 }
 521                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 522                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 523                     xfpustate, xfpustate_len);
 524                 if (error != 0) {
 525                         uprintf(
 526         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 527                             p->p_pid, td->td_name);
 528                         return (error);
 529                 }
 530         } else {
 531                 xfpustate = NULL;
 532                 xfpustate_len = 0;
 533         }
 534         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 535         if (ret != 0) {
 536                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 537                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 538                 return (ret);
 539         }
 540         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 541         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 542         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 543
 544 #if defined(COMPAT_43)
 545         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 546                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 547         else
 548                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 549 #endif
 550
 551         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 552         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 553         return (EJUSTRETURN);
 554 }
 555
 556 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 557 int
 558 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 559 {
 560
 561         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 562 }
 563 #endif
 564
 565
 566 /*
 567  * Machine dependent boot() routine
 568  *
 569  * I haven't seen anything to put here yet
 570  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 571  */
 572 void
 573 cpu_boot(int howto)
 574 {
 575 }
 576
 577 /*
 578  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 579  * be made coherent later.
 580  */
 581 void
 582 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 583 {
 584         /* Not applicable */
 585 }
 586
 587 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 588 int
 589 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 590 {
 591         uint64_t tsc1, tsc2;
 592         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 593         register_t reg;
 594
 595         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 596                 return (EINVAL);
 597
 598         /*
 599          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 600          * DELAY(9) based logic fails.
 601          */
 602         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 603                 return (EOPNOTSUPP);
 604
 605 #ifdef SMP
 606         if (smp_cpus > 1) {
 607                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 608                 thread_lock(curthread);
 609                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 610                 thread_unlock(curthread);
 611         }
 612 #endif
 613
 614         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 615         reg = intr_disable();
 616         if (tsc_is_invariant) {
 617                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 618                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 619                 tsc1 = rdtsc();
 620                 DELAY(1000);
 621                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 622                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 623                 tsc2 = rdtsc();
 624                 intr_restore(reg);
 625                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 626                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 627         } else {
 628                 tsc1 = rdtsc();
 629                 DELAY(1000);
 630                 tsc2 = rdtsc();
 631                 intr_restore(reg);
 632                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 633         }
 634
 635 #ifdef SMP
 636         if (smp_cpus > 1) {
 637                 thread_lock(curthread);
 638                 sched_unbind(curthread);
 639                 thread_unlock(curthread);
 640         }
 641 #endif
 642
 643         return (0);
 644 }
 645
 646 /*
 647  * Shutdown the CPU as much as possible
 648  */
 649 void
 650 cpu_halt(void)
 651 {
 652         for (;;)
 653                 __asm__ ("hlt");
 654 }
 655
 656 void (*cpu_idle_hook)(void) = NULL;     /* ACPI idle hook. */
 657 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 658 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 659 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 660 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 661     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 662
 663 #define STATE_RUNNING   0x0
 664 #define STATE_MWAIT     0x1
 665 #define STATE_SLEEPING  0x2
 666
 667 static void
 668 cpu_idle_acpi(int busy)
 669 {
 670         int *state;
 671
 672         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 673         *state = STATE_SLEEPING;
 674         disable_intr();
 675         if (sched_runnable())
 676                 enable_intr();
 677         else if (cpu_idle_hook)
 678                 cpu_idle_hook();
 679         else
 680                 __asm __volatile("sti; hlt");
 681         *state = STATE_RUNNING;
 682 }
 683
 684 static void
 685 cpu_idle_hlt(int busy)
 686 {
 687         int *state;
 688
 689         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 690         *state = STATE_SLEEPING;
 691         /*
 692          * We must absolutely guarentee that hlt is the next instruction
 693          * after sti or we introduce a timing window.
 694          */
 695         disable_intr();
 696         if (sched_runnable())
 697                 enable_intr();
 698         else
 699                 __asm __volatile("sti; hlt");
 700         *state = STATE_RUNNING;
 701 }
 702
 703 /*
 704  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 705  */
 706 #define MWAIT_C0        0xf0
 707 #define MWAIT_C1        0x00
 708 #define MWAIT_C2        0x10
 709 #define MWAIT_C3        0x20
 710 #define MWAIT_C4        0x30
 711
 712 static void
 713 cpu_idle_mwait(int busy)
 714 {
 715         int *state;
 716
 717         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 718         *state = STATE_MWAIT;
 719         if (!sched_runnable()) {
 720                 cpu_monitor(state, 0, 0);
 721                 if (*state == STATE_MWAIT)
 722                         cpu_mwait(0, MWAIT_C1);
 723         }
 724         *state = STATE_RUNNING;
 725 }
 726
 727 static void
 728 cpu_idle_spin(int busy)
 729 {
 730         int *state;
 731         int i;
 732
 733         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 734         *state = STATE_RUNNING;
 735         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 736                 if (sched_runnable())
 737                         return;
 738                 cpu_spinwait();
 739         }
 740 }
 741
 742 /*
 743  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 744  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 745  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 746  *
 747  * Reference:
 748  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 749  *   #32559 revision 3.00+
 750  */
 751 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 752 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 753 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 754 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 755
 756 static void
 757 cpu_probe_amdc1e(void)
 758 {
 759
 760         /*
 761          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 762          * dual-cores (or future) k8 family.
 763          */
 764         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 765             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 766             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 767                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 768         }
 769 }
 770
 771 void (*cpu_idle_fn)(int) = cpu_idle_acpi;
 772
 773 void
 774 cpu_idle(int busy)
 775 {
 776         uint64_t msr;
 777
 778         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 779             busy, curcpu);
 780 #ifdef MP_WATCHDOG
 781         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 782 #endif
 783         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 784         if (busy) {
 785                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 786                         cpu_idle_mwait(busy);
 787                         goto out;
 788                 }
 789         }
 790
 791         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 792         if (!busy) {
 793                 critical_enter();
 794                 cpu_idleclock();
 795         }
 796
 797         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 798         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 799                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 800                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 801                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 802         }
 803
 804         /* Call main idle method. */
 805         cpu_idle_fn(busy);
 806
 807         /* Switch timers mack into active mode. */
 808         if (!busy) {
 809                 cpu_activeclock();
 810                 critical_exit();
 811         }
 812 out:
 813         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 814             busy, curcpu);
 815 }
 816
 817 int
 818 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 819 {
 820         struct pcpu *pcpu;
 821         int *state;
 822
 823         pcpu = pcpu_find(cpu);
 824         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 825         /*
 826          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 827          * simply result in unnecessary IPIs.
 828          */
 829         if (*state == STATE_SLEEPING)
 830                 return (0);
 831         if (*state == STATE_MWAIT)
 832                 *state = STATE_RUNNING;
 833         return (1);
 834 }
 835
 836 /*
 837  * Ordered by speed/power consumption.
 838  */
 839 struct {
 840         void    *id_fn;
 841         char    *id_name;
 842 } idle_tbl[] = {
 843         { cpu_idle_spin, "spin" },
 844         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 845         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 846         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 847         { NULL, NULL }
 848 };
 849
 850 static int
 851 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 852 {
 853         char *avail, *p;
 854         int error;
 855         int i;
 856
 857         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 858         p = avail;
 859         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 860                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 861                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 862                         continue;
 863                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 864                     cpu_idle_hook == NULL)
 865                         continue;
 866                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 867                     idle_tbl[i].id_name);
 868         }
 869         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 870         free(avail, M_TEMP);
 871         return (error);
 872 }
 873
 874 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 875     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 876
 877 static int
 878 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 879 {
 880         char buf[16];
 881         int error;
 882         char *p;
 883         int i;
 884
 885         p = "unknown";
 886         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 887                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 888                         p = idle_tbl[i].id_name;
 889                         break;
 890                 }
 891         }
 892         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 893         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 894         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 895                 return (error);
 896         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 897                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 898                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 899                         continue;
 900                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 901                     cpu_idle_hook == NULL)
 902                         continue;
 903                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 904                         continue;
 905                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 906                 return (0);
 907         }
 908         return (EINVAL);
 909 }
 910
 911 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 912     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 913
 914 /*
 915  * Reset registers to default values on exec.
 916  */
 917 void
 918 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 919 {
 920         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 921         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 922
 923         mtx_lock(&dt_lock);
 924         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 925                 user_ldt_free(td);
 926         else
 927                 mtx_unlock(&dt_lock);
 928
 929         pcb->pcb_fsbase = 0;
 930         pcb->pcb_gsbase = 0;
 931         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 932         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 933         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 934
 935         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 936         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 937         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 938         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 939         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 940         regs->tf_ss = _udatasel;
 941         regs->tf_cs = _ucodesel;
 942         regs->tf_ds = _udatasel;
 943         regs->tf_es = _udatasel;
 944         regs->tf_fs = _ufssel;
 945         regs->tf_gs = _ugssel;
 946         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 947         td->td_retval[1] = 0;
 948
 949         /*
 950          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 951          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 952          */
 953         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 954                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 955                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 956                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 957                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 958                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 959                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 960                 if (pcb == curpcb) {
 961                         /*
 962                          * Clear the debug registers on the running
 963                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 964                          * the next process we switch to.
 965                          */
 966                         reset_dbregs();
 967                 }
 968                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
 969         }
 970
 971         /*
 972          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 973          * clean FP state if it uses the FPU again.
 974          */
 975         fpstate_drop(td);
 976 }
 977
 978 void
 979 cpu_setregs(void)
 980 {
 981         register_t cr0;
 982
 983         cr0 = rcr0();
 984         /*
 985          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
 986          * BSP.  See the comments there about why we set them.
 987          */
 988         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
 989         load_cr0(cr0);
 990 }
 991
 992 /*
 993  * Initialize amd64 and configure to run kernel
 994  */
 995
 996 /*
 997  * Initialize segments & interrupt table
 998  */
 999
1000 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1001 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1002 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1003
1004 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1005
1006 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1007 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1008
1009 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1010
1011 /*
1012  * Software prototypes -- in more palatable form.
1013  *
1014  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1015  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1016  */
1017 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1018 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1019 {       .ssd_base = 0x0,
1020         .ssd_limit = 0x0,
1021         .ssd_type = 0,
1022         .ssd_dpl = 0,
1023         .ssd_p = 0,
1024         .ssd_long = 0,
1025         .ssd_def32 = 0,
1026         .ssd_gran = 0           },
1027 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1028 {       .ssd_base = 0x0,
1029         .ssd_limit = 0x0,
1030         .ssd_type = 0,
1031         .ssd_dpl = 0,
1032         .ssd_p = 0,
1033         .ssd_long = 0,
1034         .ssd_def32 = 0,
1035         .ssd_gran = 0           },
1036 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1037 {       .ssd_base = 0x0,
1038         .ssd_limit = 0xfffff,
1039         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1040         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1041         .ssd_p = 1,
1042         .ssd_long = 0,
1043         .ssd_def32 = 1,
1044         .ssd_gran = 1           },
1045 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1046 {       .ssd_base = 0x0,
1047         .ssd_limit = 0xfffff,
1048         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1049         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1050         .ssd_p = 1,
1051         .ssd_long = 0,
1052         .ssd_def32 = 1,
1053         .ssd_gran = 1           },
1054 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1055 {       .ssd_base = 0x0,
1056         .ssd_limit = 0xfffff,
1057         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1058         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1059         .ssd_p = 1,
1060         .ssd_long = 1,
1061         .ssd_def32 = 0,
1062         .ssd_gran = 1           },
1063 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1064 {       .ssd_base = 0x0,
1065         .ssd_limit = 0xfffff,
1066         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1067         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1068         .ssd_p = 1,
1069         .ssd_long = 1,
1070         .ssd_def32 = 0,
1071         .ssd_gran = 1           },
1072 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1073 {       .ssd_base = 0x0,
1074         .ssd_limit = 0xfffff,
1075         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1076         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1077         .ssd_p = 1,
1078         .ssd_long = 0,
1079         .ssd_def32 = 1,
1080         .ssd_gran = 1           },
1081 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data 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 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1091 {       .ssd_base = 0x0,
1092         .ssd_limit = 0xfffff,
1093         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1094         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1095         .ssd_p = 1,
1096         .ssd_long = 1,
1097         .ssd_def32 = 0,
1098         .ssd_gran = 1           },
1099 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1100 {       .ssd_base = 0x0,
1101         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1102         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1103         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1104         .ssd_p = 1,
1105         .ssd_long = 0,
1106         .ssd_def32 = 0,
1107         .ssd_gran = 0           },
1108 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1109 {       .ssd_base = 0x0,
1110         .ssd_limit = 0x0,
1111         .ssd_type = 0,
1112         .ssd_dpl = 0,
1113         .ssd_p = 0,
1114         .ssd_long = 0,
1115         .ssd_def32 = 0,
1116         .ssd_gran = 0           },
1117 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1118 {       .ssd_base = 0x0,
1119         .ssd_limit = 0x0,
1120         .ssd_type = 0,
1121         .ssd_dpl = 0,
1122         .ssd_p = 0,
1123         .ssd_long = 0,
1124         .ssd_def32 = 0,
1125         .ssd_gran = 0           },
1126 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1127 {       .ssd_base = 0x0,
1128         .ssd_limit = 0x0,
1129         .ssd_type = 0,
1130         .ssd_dpl = 0,
1131         .ssd_p = 0,
1132         .ssd_long = 0,
1133         .ssd_def32 = 0,
1134         .ssd_gran = 0           },
1135 };
1136
1137 void
1138 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1139         int idx;
1140         inthand_t *func;
1141         int typ;
1142         int dpl;
1143         int ist;
1144 {
1145         struct gate_descriptor *ip;
1146
1147         ip = idt + idx;
1148         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1149         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1150         ip->gd_ist = ist;
1151         ip->gd_xx = 0;
1152         ip->gd_type = typ;
1153         ip->gd_dpl = dpl;
1154         ip->gd_p = 1;
1155         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1156 }
1157
1158 extern inthand_t
1159         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1160         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1161         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1162         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1163         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1164 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1165         IDTVEC(dtrace_ret),
1166 #endif
1167         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1168
1169 #ifdef DDB
1170 /*
1171  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1172  * the default 'rsvd' entry point.
1173  */
1174 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1175 {
1176         struct gate_descriptor *ip;
1177         int idx;
1178         uintptr_t func;
1179
1180         ip = idt;
1181         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1182                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1183                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1184                         db_printf("%3d\t", idx);
1185                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1186                         db_printf("\n");
1187                 }
1188                 ip++;
1189         }
1190 }
1191
1192 /* Show privileged registers. */
1193 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1194 {
1195         struct {
1196                 uint16_t limit;
1197                 uint64_t base;
1198         } __packed idtr, gdtr;
1199         uint16_t ldt, tr;
1200
1201         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1202         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1203             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1204         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1205         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1206             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1207         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1208         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1209         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1210         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1211         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1212         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1213         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1214         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1215         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1216         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1217         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1218         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1219         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1220 }
1221 #endif
1222
1223 void
1224 sdtossd(sd, ssd)
1225         struct user_segment_descriptor *sd;
1226         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1227 {
1228
1229         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1230         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1231         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1232         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1233         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1234         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1235         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1236         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1237 }
1238
1239 void
1240 ssdtosd(ssd, sd)
1241         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1242         struct user_segment_descriptor *sd;
1243 {
1244
1245         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1246         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1247         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1248         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1249         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1250         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1251         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1252         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1253         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1254         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1255 }
1256
1257 void
1258 ssdtosyssd(ssd, sd)
1259         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1260         struct system_segment_descriptor *sd;
1261 {
1262
1263         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1264         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1265         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1266         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1267         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1268         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1269         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1270         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1271 }
1272
1273 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1274 #include <isa/isavar.h>
1275 #include <isa/isareg.h>
1276 /*
1277  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1278  * and is only suitable for use at probe time.
1279  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1280  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1281  * implementation in the apic driver code, if at all.
1282  */
1283 intrmask_t
1284 isa_irq_pending(void)
1285 {
1286         u_char irr1;
1287         u_char irr2;
1288
1289         irr1 = inb(IO_ICU1);
1290         irr2 = inb(IO_ICU2);
1291         return ((irr2 << 8) | irr1);
1292 }
1293 #endif
1294
1295 u_int basemem;
1296
1297 static int
1298 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1299 {
1300         int i, insert_idx, physmap_idx;
1301
1302         physmap_idx = *physmap_idxp;
1303
1304         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1305                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1306                     smap->type, smap->base, smap->length);
1307
1308         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1309                 return (1);
1310
1311         if (smap->length == 0)
1312                 return (0);
1313
1314         /*
1315          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1316          * assuming the new entry will be added to the end.
1317          */
1318         insert_idx = physmap_idx + 2;
1319         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1320                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1321                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1322                                 insert_idx = i;
1323                                 break;
1324                         }
1325                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1326                                 printf(
1327                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1328                         return (1);
1329                 }
1330         }
1331
1332         /* See if we can prepend to the next entry. */
1333         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1334             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1335                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1336                 return (1);
1337         }
1338
1339         /* See if we can append to the previous entry. */
1340         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1341                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1342                 return (1);
1343         }
1344
1345         physmap_idx += 2;
1346         *physmap_idxp = physmap_idx;
1347         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1348                 printf(
1349                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1350                 return (0);
1351         }
1352
1353         /*
1354          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1355          * entry if needed.
1356          */
1357         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1358                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1359                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1360         }
1361
1362         /* Insert the new entry. */
1363         physmap[insert_idx] = smap->base;
1364         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1365         return (1);
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1370  * available physical memory in the system, then test this memory and
1371  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1372  *
1373  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1374  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1375  *
1376  * XXX first should be vm_paddr_t.
1377  */
1378 static void
1379 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1380 {
1381         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1382         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1383         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1384         pt_entry_t *pte;
1385         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1386         u_int32_t smapsize;
1387         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1388
1389         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1390         basemem = 0;
1391         physmap_idx = 0;
1392
1393         /*
1394          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1395          *
1396          * subr_module.c says:
1397          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1398          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1399          */
1400         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1401             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1402         if (smapbase == NULL)
1403                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1404
1405         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1406         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1407
1408         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1409                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1410                         break;
1411
1412         /*
1413          * Find the 'base memory' segment for SMP
1414          */
1415         basemem = 0;
1416         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1417                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1418                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1419                         break;
1420                 }
1421         }
1422         if (basemem == 0)
1423                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1424
1425 #ifdef SMP
1426         /* make hole for AP bootstrap code */
1427         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1428 #endif
1429
1430         /*
1431          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1432          * highest page of the physical address space.  It should be
1433          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1434          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1435          */
1436         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1437
1438 #ifdef MAXMEM
1439         Maxmem = MAXMEM / 4;
1440 #endif
1441
1442         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1443                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1444
1445         /*
1446          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1447          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1448          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1449          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1450          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1451          */
1452         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1453         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1454
1455         /*
1456          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1457          * in the system.
1458          */
1459         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1460                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1461
1462         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1463             (boothowto & RB_VERBOSE))
1464                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1465
1466         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1467         pmap_bootstrap(&first);
1468
1469         /*
1470          * Size up each available chunk of physical memory.
1471          *
1472          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1473          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1474          * running in a VM.
1475          */
1476         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1477         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1478         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1479                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1480         else if (physmem_start >= physmap[1])
1481                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1482         else
1483                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1484         pa_indx = 0;
1485         da_indx = 1;
1486         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1487         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1488         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1489         pte = CMAP1;
1490
1491         /*
1492          * Get dcons buffer address
1493          */
1494         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1495             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1496                 dcons_addr = 0;
1497
1498         /*
1499          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1500          * round up the start address and round down the end address.
1501          */
1502         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1503                 vm_paddr_t end;
1504
1505                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1506                 if (physmap[i + 1] < end)
1507                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1508                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1509                         int tmp, page_bad, full;
1510                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1511
1512                         full = FALSE;
1513                         /*
1514                          * block out kernel memory as not available.
1515                          */
1516                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1517                                 goto do_dump_avail;
1518
1519                         /*
1520                          * block out dcons buffer
1521                          */
1522                         if (dcons_addr > 0
1523                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1524                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1525                                 goto do_dump_avail;
1526
1527                         page_bad = FALSE;
1528                         if (memtest == 0)
1529                                 goto skip_memtest;
1530
1531                         /*
1532                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1533                          */
1534                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1535                         invltlb();
1536
1537                         tmp = *(int *)ptr;
1538                         /*
1539                          * Test for alternating 1's and 0's
1540                          */
1541                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1542                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1543                                 page_bad = TRUE;
1544                         /*
1545                          * Test for alternating 0's and 1's
1546                          */
1547                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1548                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1549                                 page_bad = TRUE;
1550                         /*
1551                          * Test for all 1's
1552                          */
1553                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1554                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1555                                 page_bad = TRUE;
1556                         /*
1557                          * Test for all 0's
1558                          */
1559                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1560                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1561                                 page_bad = TRUE;
1562                         /*
1563                          * Restore original value.
1564                          */
1565                         *(int *)ptr = tmp;
1566
1567 skip_memtest:
1568                         /*
1569                          * Adjust array of valid/good pages.
1570                          */
1571                         if (page_bad == TRUE)
1572                                 continue;
1573                         /*
1574                          * If this good page is a continuation of the
1575                          * previous set of good pages, then just increase
1576                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1577                          * Note that "end" points one higher than end,
1578                          * making the range >= start and < end.
1579                          * If we're also doing a speculative memory
1580                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1581                          * so that we keep going. The first bad page
1582                          * will terminate the loop.
1583                          */
1584                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1585                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1586                         } else {
1587                                 pa_indx++;
1588                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1589                                         printf(
1590                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1591                                         pa_indx--;
1592                                         full = TRUE;
1593                                         goto do_dump_avail;
1594                                 }
1595                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1596                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1597                         }
1598                         physmem++;
1599 do_dump_avail:
1600                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1601                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1602                         } else {
1603                                 da_indx++;
1604                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1605                                         da_indx--;
1606                                         goto do_next;
1607                                 }
1608                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1609                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1610                         }
1611 do_next:
1612                         if (full)
1613                                 break;
1614                 }
1615         }
1616         *pte = 0;
1617         invltlb();
1618
1619         /*
1620          * XXX
1621          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1622          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1623          * calculation, etc.).
1624          */
1625         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1626             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1627                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1628                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1629                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1630         }
1631
1632         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1633
1634         /* Trim off space for the message buffer. */
1635         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1636
1637         /* Map the message buffer. */
1638         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1639 }
1640
1641 u_int64_t
1642 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1643 {
1644         caddr_t kmdp;
1645         int gsel_tss, x;
1646         struct pcpu *pc;
1647         struct nmi_pcpu *np;
1648         struct xstate_hdr *xhdr;
1649         u_int64_t msr;
1650         char *env;
1651         size_t kstack0_sz;
1652
1653         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1654         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1655         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1656         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1657         physfree += kstack0_sz;
1658
1659         /*
1660          * This may be done better later if it gets more high level
1661          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1662          */
1663         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1664
1665         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1666         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1667         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1668         if (kmdp == NULL)
1669                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1670         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1671         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1672 #ifdef DDB
1673         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1674         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1675 #endif
1676
1677         /* Init basic tunables, hz etc */
1678         init_param1();
1679
1680         /*
1681          * make gdt memory segments
1682          */
1683         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1684                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1685                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1686                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1687         }
1688         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1689         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1690             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1691
1692         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1693         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1694         lgdt(&r_gdt);
1695         pc = &__pcpu[0];
1696
1697         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1698         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1699         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1700
1701         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1702         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1703         physfree += DPCPU_SIZE;
1704         PCPU_SET(prvspace, pc);
1705         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1706         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1707         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1708         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1709         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1710         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1711         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1712
1713         /*
1714          * Initialize mutexes.
1715          *
1716          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1717          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1718          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1719          *           under witness.
1720          */
1721         mutex_init();
1722         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1723         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1724
1725         /* exceptions */
1726         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1727                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1729         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1730         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1731         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1732         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1737         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1748         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1749 #endif
1750
1751         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1752         r_idt.rd_base = (long) idt;
1753         lidt(&r_idt);
1754
1755         /*
1756          * Initialize the i8254 before the console so that console
1757          * initialization can use DELAY().
1758          */
1759         i8254_init();
1760
1761         /*
1762          * Initialize the console before we print anything out.
1763          */
1764         cninit();
1765
1766 #ifdef DEV_ISA
1767 #ifdef DEV_ATPIC
1768         elcr_probe();
1769         atpic_startup();
1770 #else
1771         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1772         atpic_reset();
1773
1774         /*
1775          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1776          * interrupt handler.
1777          */
1778         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1779         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1780 #endif
1781 #else
1782 #error "have you forgotten the isa device?";
1783 #endif
1784
1785         kdb_init();
1786
1787 #ifdef KDB
1788         if (boothowto & RB_KDB)
1789                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1790                     "Boot flags requested debugger");
1791 #endif
1792
1793         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1794         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1795         initializecpucache();
1796
1797         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1798         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1799
1800         /*
1801          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1802          * above the start of the ist2 stack.
1803          */
1804         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1805         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1806         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1807
1808         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1809         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1810             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1811
1812         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1813         ltr(gsel_tss);
1814
1815         /* Set up the fast syscall stuff */
1816         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1817         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1818         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1819         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1820         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1821               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1822         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1823         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1824
1825         getmemsize(kmdp, physfree);
1826         init_param2(physmem);
1827
1828         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1829
1830         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1831         fpuinit();
1832
1833         /*
1834          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
1835          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
1836          * area.
1837          */
1838         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
1839         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
1840         if (use_xsave) {
1841                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
1842                     1);
1843                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
1844         }
1845         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1846         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
1847         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1848         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1849         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1850         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1851
1852         /* transfer to user mode */
1853
1854         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1855         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1856         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1857         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1858         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1859
1860         load_ds(_udatasel);
1861         load_es(_udatasel);
1862         load_fs(_ufssel);
1863
1864         /* setup proc 0's pcb */
1865         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1866         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1867         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1868
1869         env = getenv("kernelname");
1870         if (env != NULL)
1871                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1872
1873 #ifdef XENHVM
1874         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1875                 if (bootverbose)
1876                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1877                 outw(0x10, 3);
1878         }
1879 #endif
1880
1881         cpu_probe_amdc1e();
1882
1883         /* Location of kernel stack for locore */
1884         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1885 }
1886
1887 void
1888 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1889 {
1890
1891         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1892 }
1893
1894 void
1895 spinlock_enter(void)
1896 {
1897         struct thread *td;
1898         register_t flags;
1899
1900         td = curthread;
1901         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1902                 flags = intr_disable();
1903                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1904                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1905         } else
1906                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1907         critical_enter();
1908 }
1909
1910 void
1911 spinlock_exit(void)
1912 {
1913         struct thread *td;
1914         register_t flags;
1915
1916         td = curthread;
1917         critical_exit();
1918         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1919         td->td_md.md_spinlock_count--;
1920         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1921                 intr_restore(flags);
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1926  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1927  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1928  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1929  * enough for a backtrace.
1930  */
1931 void
1932 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1933 {
1934
1935         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1936         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1937         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1938         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1939         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1940         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1941         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1942         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1943 }
1944
1945 int
1946 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1947 {
1948         td->td_frame->tf_rip = addr;
1949         return (0);
1950 }
1951
1952 int
1953 ptrace_single_step(struct thread *td)
1954 {
1955         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1956         return (0);
1957 }
1958
1959 int
1960 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1961 {
1962         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1963         return (0);
1964 }
1965
1966 int
1967 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1968 {
1969         struct trapframe *tp;
1970
1971         tp = td->td_frame;
1972         return (fill_frame_regs(tp, regs));
1973 }
1974
1975 int
1976 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
1977 {
1978         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1979         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1980         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1981         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1982         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1983         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1984         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1985         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1986         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1987         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1988         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1989         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1990         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1991         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1992         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1993         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1994         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1995         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1996         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1997         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1998         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
1999                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2000                 regs->r_es = tp->tf_es;
2001                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2002                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2003         } else {
2004                 regs->r_ds = 0;
2005                 regs->r_es = 0;
2006                 regs->r_fs = 0;
2007                 regs->r_gs = 0;
2008         }
2009         return (0);
2010 }
2011
2012 int
2013 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2014 {
2015         struct trapframe *tp;
2016         register_t rflags;
2017
2018         tp = td->td_frame;
2019         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2020         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2021                 return (EINVAL);
2022         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2023         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2024         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2025         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2026         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2027         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2028         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2029         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2030         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2031         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2032         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2033         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2034         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2035         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2036         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2037         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2038         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2039         tp->tf_rflags = rflags;
2040         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2041         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2042         if (0) {        /* XXXKIB */
2043                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2044                 tp->tf_es = regs->r_es;
2045                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2046                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2047                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2048                 set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2049         }
2050         return (0);
2051 }
2052
2053 /* XXX check all this stuff! */
2054 /* externalize from sv_xmm */
2055 static void
2056 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2057 {
2058         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2059         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2060         int i;
2061
2062         /* pcb -> fpregs */
2063         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2064
2065         /* FPU control/status */
2066         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2067         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2068         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2069         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2070         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2071         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2072         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2073         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2074
2075         /* FPU registers */
2076         for (i = 0; i < 8; ++i)
2077                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2078
2079         /* SSE registers */
2080         for (i = 0; i < 16; ++i)
2081                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2082 }
2083
2084 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2085 static void
2086 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2087 {
2088         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2089         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2090         int i;
2091
2092         /* fpregs -> pcb */
2093         /* FPU control/status */
2094         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2095         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2096         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2097         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2098         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2099         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2100         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2101         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2102
2103         /* FPU registers */
2104         for (i = 0; i < 8; ++i)
2105                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2106
2107         /* SSE registers */
2108         for (i = 0; i < 16; ++i)
2109                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2110 }
2111
2112 /* externalize from td->pcb */
2113 int
2114 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2115 {
2116
2117         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2118             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2119             ("not suspended thread %p", td));
2120         fpugetregs(td);
2121         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2122         return (0);
2123 }
2124
2125 /* internalize to td->pcb */
2126 int
2127 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2128 {
2129
2130         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2131         fpuuserinited(td);
2132         return (0);
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Get machine context.
2137  */
2138 int
2139 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2140 {
2141         struct pcb *pcb;
2142         struct trapframe *tp;
2143
2144         pcb = td->td_pcb;
2145         tp = td->td_frame;
2146         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2147         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2148         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2149         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2150         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2151         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2152         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2153         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2154         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2155         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2156         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2157         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2158         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2159         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2160         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2161         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2162         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2163         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2164                 mcp->mc_rax = 0;
2165                 mcp->mc_rdx = 0;
2166                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2167         } else {
2168                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2169                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2170         }
2171         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2172         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2173         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2174         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2175         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2176         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2177         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2178         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2179         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2180         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2181         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2182         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2183         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2184         mcp->mc_xfpustate = 0;
2185         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2186         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2187         return (0);
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Set machine context.
2192  *
2193  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2194  * touch the cs selector.
2195  */
2196 int
2197 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2198 {
2199         struct pcb *pcb;
2200         struct trapframe *tp;
2201         char *xfpustate;
2202         long rflags;
2203         int ret;
2204
2205         pcb = td->td_pcb;
2206         tp = td->td_frame;
2207         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2208             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2209                 return (EINVAL);
2210         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2211             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2212         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2213                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2214                     sizeof(struct savefpu))
2215                         return (EINVAL);
2216                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2217                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2218                     mcp->mc_xfpustate_len);
2219                 if (ret != 0)
2220                         return (ret);
2221         } else
2222                 xfpustate = NULL;
2223         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2224         if (ret != 0)
2225                 return (ret);
2226         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2227         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2228         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2229         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2230         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2231         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2232         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2233         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2234         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2235         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2236         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2237         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2238         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2239         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2240         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2241         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2242         tp->tf_rflags = rflags;
2243         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2244         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2245         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2246         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2247                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2248                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2249                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2250                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2251         }
2252         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2253                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2254                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2255         }
2256         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2257         return (0);
2258 }
2259
2260 static void
2261 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2262     size_t xfpusave_len)
2263 {
2264         size_t max_len, len;
2265
2266         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2267         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2268             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2269         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2270         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2271                 return;
2272         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2273         len = xfpusave_len;
2274         if (len > max_len) {
2275                 len = max_len;
2276                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2277         }
2278         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2279         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2280         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2281 }
2282
2283 static int
2284 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2285     size_t xfpustate_len)
2286 {
2287         struct savefpu *fpstate;
2288         int error;
2289
2290         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2291                 return (0);
2292         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2293                 return (EINVAL);
2294         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2295                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2296                 fpstate_drop(td);
2297                 error = 0;
2298         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2299             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2300                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2301                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2302                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2303         } else
2304                 return (EINVAL);
2305         return (error);
2306 }
2307
2308 void
2309 fpstate_drop(struct thread *td)
2310 {
2311
2312         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2313         critical_enter();
2314         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2315                 fpudrop();
2316         /*
2317          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2318          * owned it.
2319          *
2320          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2321          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2322          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2323          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2324          * have too many layers.
2325          */
2326         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2327             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2328         critical_exit();
2329 }
2330
2331 int
2332 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2333 {
2334         struct pcb *pcb;
2335
2336         if (td == NULL) {
2337                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2338                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2339                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2340                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2341                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2342                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2343         } else {
2344                 pcb = td->td_pcb;
2345                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2346                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2347                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2348                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2349                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2350                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2351         }
2352         dbregs->dr[4] = 0;
2353         dbregs->dr[5] = 0;
2354         dbregs->dr[8] = 0;
2355         dbregs->dr[9] = 0;
2356         dbregs->dr[10] = 0;
2357         dbregs->dr[11] = 0;
2358         dbregs->dr[12] = 0;
2359         dbregs->dr[13] = 0;
2360         dbregs->dr[14] = 0;
2361         dbregs->dr[15] = 0;
2362         return (0);
2363 }
2364
2365 int
2366 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2367 {
2368         struct pcb *pcb;
2369         int i;
2370
2371         if (td == NULL) {
2372                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2373                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2374                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2375                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2376                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2377                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2378         } else {
2379                 /*
2380                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2381                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2382                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2383                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2384                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2385                  */
2386                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2387                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2388                                 return (EINVAL);
2389                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2390                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2391                                 return (EINVAL);
2392                 }
2393                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2394                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2395                         return (EINVAL);
2396
2397                 pcb = td->td_pcb;
2398
2399                 /*
2400                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2401                  * process's address space.  If a process could do this, it
2402                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2403                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2404                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2405                  * process's address space.
2406                  *
2407                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2408                  * address space is written into from within the kernel
2409                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2410                  * from within kernel mode?
2411                  */
2412
2413                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2414                         /* dr0 is enabled */
2415                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2416                                 return (EINVAL);
2417                 }
2418                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2419                         /* dr1 is enabled */
2420                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2421                                 return (EINVAL);
2422                 }
2423                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2424                         /* dr2 is enabled */
2425                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2426                                 return (EINVAL);
2427                 }
2428                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2429                         /* dr3 is enabled */
2430                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2431                                 return (EINVAL);
2432                 }
2433
2434                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2435                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2436                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2437                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2438                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2439                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2440
2441                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2442         }
2443
2444         return (0);
2445 }
2446
2447 void
2448 reset_dbregs(void)
2449 {
2450
2451         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2452         load_dr0(0);
2453         load_dr1(0);
2454         load_dr2(0);
2455         load_dr3(0);
2456         load_dr6(0);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2461  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2462  */
2463 int
2464 user_dbreg_trap(void)
2465 {
2466         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2467         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2468         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2469         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2470         int i;
2471
2472         dr7 = rdr7();
2473         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2474                 /*
2475                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2476                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2477                  * hardware debug registers
2478                  */
2479                 return 0;
2480         }
2481
2482         nbp = 0;
2483         dr6 = rdr6();
2484         bp = dr6 & 0x0000000f;
2485
2486         if (!bp) {
2487                 /*
2488                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2489                  * trap was not caused by any of the debug registers
2490                  */
2491                 return 0;
2492         }
2493
2494         /*
2495          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2496          * which ones and if any of them are user space addresses
2497          */
2498
2499         if (bp & 0x01) {
2500                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2501         }
2502         if (bp & 0x02) {
2503                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2504         }
2505         if (bp & 0x04) {
2506                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2507         }
2508         if (bp & 0x08) {
2509                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2510         }
2511
2512         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2513                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2514                         /*
2515                          * addr[i] is in user space
2516                          */
2517                         return nbp;
2518                 }
2519         }
2520
2521         /*
2522          * None of the breakpoints are in user space.
2523          */
2524         return 0;
2525 }
2526
2527 #ifdef KDB
2528
2529 /*
2530  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2531  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2532  */
2533
2534 /* silence compiler warnings */
2535 u_char inb_(u_short);
2536 void outb_(u_short, u_char);
2537
2538 u_char
2539 inb_(u_short port)
2540 {
2541         return inb(port);
2542 }
2543
2544 void
2545 outb_(u_short port, u_char data)
2546 {
2547         outb(port, data);
2548 }
2549
2550 #endif /* KDB */