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_msgbuf.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 #include <sys/sysctl.h>
  86 #include <sys/sysent.h>
  87 #include <sys/sysproto.h>
  88 #include <sys/ucontext.h>
  89 #include <sys/vmmeter.h>
  90
  91 #include <vm/vm.h>
  92 #include <vm/vm_extern.h>
  93 #include <vm/vm_kern.h>
  94 #include <vm/vm_page.h>
  95 #include <vm/vm_map.h>
  96 #include <vm/vm_object.h>
  97 #include <vm/vm_pager.h>
  98 #include <vm/vm_param.h>
  99
 100 #ifdef DDB
 101 #ifndef KDB
 102 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 103 #endif
 104 #include <ddb/ddb.h>
 105 #include <ddb/db_sym.h>
 106 #endif
 107
 108 #include <net/netisr.h>
 109
 110 #include <machine/clock.h>
 111 #include <machine/cpu.h>
 112 #include <machine/cputypes.h>
 113 #include <machine/intr_machdep.h>
 114 #include <machine/mca.h>
 115 #include <machine/md_var.h>
 116 #include <machine/metadata.h>
 117 #include <machine/pc/bios.h>
 118 #include <machine/pcb.h>
 119 #include <machine/proc.h>
 120 #include <machine/reg.h>
 121 #include <machine/sigframe.h>
 122 #include <machine/specialreg.h>
 123 #ifdef PERFMON
 124 #include <machine/perfmon.h>
 125 #endif
 126 #include <machine/tss.h>
 127 #ifdef SMP
 128 #include <machine/smp.h>
 129 #endif
 130
 131 #ifdef DEV_ATPIC
 132 #include <amd64/isa/icu.h>
 133 #else
 134 #include <machine/apicvar.h>
 135 #endif
 136
 137 #include <isa/isareg.h>
 138 #include <isa/rtc.h>
 139
 140 /* Sanity check for __curthread() */
 141 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 142
 143 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 144
 145 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 146 extern void identify_cpu(void);
 147 extern void panicifcpuunsupported(void);
 148
 149 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 150 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 151
 152 static void cpu_startup(void *);
 153 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp);
 154 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp);
 155 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 156
 157 #ifdef DDB
 158 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 159 #endif
 160
 161 /* Intel ICH registers */
 162 #define ICH_PMBASE      0x400
 163 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 164
 165 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 166
 167 int cold = 1;
 168
 169 long Maxmem = 0;
 170 long realmem = 0;
 171
 172 /*
 173  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 174  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 175  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 176  * PHYSSEG entries.
 177  */
 178 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 179
 180 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 181 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 182
 183 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 184 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 185 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 186
 187 struct kva_md_info kmi;
 188
 189 static struct trapframe proc0_tf;
 190 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 191
 192 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 193
 194 struct mtx icu_lock;
 195
 196 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 197
 198 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 199
 200 static void
 201 cpu_startup(dummy)
 202         void *dummy;
 203 {
 204         uintmax_t memsize;
 205         char *sysenv;
 206
 207         /*
 208          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 209          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 210          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 211          * start the APs.
 212          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 213          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 214          */
 215         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 216         if (sysenv != NULL) {
 217                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 218                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 219                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 220                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 221                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 222                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 223                         if (bootverbose)
 224                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 225                                     "Intel ICH.\n");
 226                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 227                 }
 228                 freeenv(sysenv);
 229         }
 230
 231         /*
 232          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 233          */
 234         startrtclock();
 235         printcpuinfo();
 236         panicifcpuunsupported();
 237 #ifdef PERFMON
 238         perfmon_init();
 239 #endif
 240         realmem = Maxmem;
 241
 242         /*
 243          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 244          */
 245         memsize = 0;
 246         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 247         if (sysenv != NULL) {
 248                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 249                 freeenv(sysenv);
 250         }
 251         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 252                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 253         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 254
 255         /*
 256          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 257          */
 258         if (bootverbose) {
 259                 int indx;
 260
 261                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 262                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 263                         vm_paddr_t size;
 264
 265                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 266                         printf(
 267                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 268                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 269                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 270                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 271                 }
 272         }
 273
 274         vm_ksubmap_init(&kmi);
 275
 276         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 277             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 278             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 279
 280         /*
 281          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 282          */
 283         bufinit();
 284         vm_pager_bufferinit();
 285
 286         cpu_setregs();
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Send an interrupt to process.
 291  *
 292  * Stack is set up to allow sigcode stored
 293  * at top to call routine, followed by call
 294  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 295  * resets the signal mask, the stack, and the
 296  * frame pointer, it returns to the user
 297  * specified pc, psl.
 298  */
 299 void
 300 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 301 {
 302         struct sigframe sf, *sfp;
 303         struct proc *p;
 304         struct thread *td;
 305         struct sigacts *psp;
 306         char *sp;
 307         struct trapframe *regs;
 308         int sig;
 309         int oonstack;
 310
 311         td = curthread;
 312         p = td->td_proc;
 313         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 314         sig = ksi->ksi_signo;
 315         psp = p->p_sigacts;
 316         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 317         regs = td->td_frame;
 318         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 319
 320         /* Save user context. */
 321         bzero(&sf, sizeof(sf));
 322         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 323         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 324         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 325             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 326         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 327         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 328         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 329         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext);
 330         fpstate_drop(td);
 331         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = td->td_pcb->pcb_fsbase;
 332         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = td->td_pcb->pcb_gsbase;
 333         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 334             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 335         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 336
 337         /* Allocate space for the signal handler context. */
 338         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 339             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 340                 sp = td->td_sigstk.ss_sp +
 341                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe);
 342 #if defined(COMPAT_43)
 343                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 344 #endif
 345         } else
 346                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 347         /* Align to 16 bytes. */
 348         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 349
 350         /* Translate the signal if appropriate. */
 351         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 352                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 353
 354         /* Build the argument list for the signal handler. */
 355         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 356         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 357         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 358         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 359                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 360                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 361                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 362
 363                 /* Fill in POSIX parts */
 364                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 365                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 366                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 367         } else {
 368                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 369                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 370                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 371                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 372         }
 373         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 374         PROC_UNLOCK(p);
 375
 376         /*
 377          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 378          */
 379         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
 380 #ifdef DEBUG
 381                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 382 #endif
 383                 PROC_LOCK(p);
 384                 sigexit(td, SIGILL);
 385         }
 386
 387         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 388         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 389         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 390         regs->tf_cs = _ucodesel;
 391         regs->tf_ds = _udatasel;
 392         regs->tf_es = _udatasel;
 393         regs->tf_fs = _ufssel;
 394         regs->tf_gs = _ugssel;
 395         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 396         td->td_pcb->pcb_full_iret = 1;
 397         PROC_LOCK(p);
 398         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 399 }
 400
 401 /*
 402  * System call to cleanup state after a signal
 403  * has been taken.  Reset signal mask and
 404  * stack state from context left by sendsig (above).
 405  * Return to previous pc and psl as specified by
 406  * context left by sendsig. Check carefully to
 407  * make sure that the user has not modified the
 408  * state to gain improper privileges.
 409  *
 410  * MPSAFE
 411  */
 412 int
 413 sigreturn(td, uap)
 414         struct thread *td;
 415         struct sigreturn_args /* {
 416                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 417         } */ *uap;
 418 {
 419         ucontext_t uc;
 420         struct proc *p = td->td_proc;
 421         struct trapframe *regs;
 422         ucontext_t *ucp;
 423         long rflags;
 424         int cs, error, ret;
 425         ksiginfo_t ksi;
 426
 427         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 428         if (error != 0) {
 429                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 430                     p->p_pid, td->td_name);
 431                 return (error);
 432         }
 433         ucp = &uc;
 434         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 435                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 436                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 437                 return (EINVAL);
 438         }
 439         regs = td->td_frame;
 440         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 441         /*
 442          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 443          */
 444         /*
 445          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 446          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 447          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 448          * the signal context during signal handling and there is no
 449          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 450          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 451          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 452          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 453          */
 454         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 455                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 456                     td->td_name, rflags);
 457                 return (EINVAL);
 458         }
 459
 460         /*
 461          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 462          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 463          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 464          */
 465         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 466         if (!CS_SECURE(cs)) {
 467                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 468                     td->td_name, cs);
 469                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 470                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 471                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 472                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 473                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 474                 trapsignal(td, &ksi);
 475                 return (EINVAL);
 476         }
 477
 478         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext);
 479         if (ret != 0) {
 480                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 481                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 482                 return (ret);
 483         }
 484         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 485         td->td_pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 486         td->td_pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 487
 488 #if defined(COMPAT_43)
 489         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 490                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 491         else
 492                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 493 #endif
 494
 495         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 496         td->td_pcb->pcb_full_iret = 1;
 497         return (EJUSTRETURN);
 498 }
 499
 500 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 501 int
 502 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 503 {
 504
 505         return sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 506 }
 507 #endif
 508
 509
 510 /*
 511  * Machine dependent boot() routine
 512  *
 513  * I haven't seen anything to put here yet
 514  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 515  */
 516 void
 517 cpu_boot(int howto)
 518 {
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 523  * be made coherent later.
 524  */
 525 void
 526 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 527 {
 528         /* Not applicable */
 529 }
 530
 531 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 532 int
 533 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 534 {
 535         register_t reg;
 536         uint64_t tsc1, tsc2;
 537
 538         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 539                 return (EINVAL);
 540
 541         /* If we're booting, trust the rate calibrated moments ago. */
 542         if (cold) {
 543                 *rate = tsc_freq;
 544                 return (0);
 545         }
 546
 547 #ifdef SMP
 548         /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 549         thread_lock(curthread);
 550         sched_bind(curthread, cpu_id);
 551         thread_unlock(curthread);
 552 #endif
 553
 554         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 555         reg = intr_disable();
 556         tsc1 = rdtsc();
 557         DELAY(1000);
 558         tsc2 = rdtsc();
 559         intr_restore(reg);
 560
 561 #ifdef SMP
 562         thread_lock(curthread);
 563         sched_unbind(curthread);
 564         thread_unlock(curthread);
 565 #endif
 566
 567         /*
 568          * Calculate the difference in readings, convert to Mhz, and
 569          * subtract 0.5% of the total.  Empirical testing has shown that
 570          * overhead in DELAY() works out to approximately this value.
 571          */
 572         tsc2 -= tsc1;
 573         *rate = tsc2 * 1000 - tsc2 * 5;
 574         return (0);
 575 }
 576
 577 /*
 578  * Shutdown the CPU as much as possible
 579  */
 580 void
 581 cpu_halt(void)
 582 {
 583         for (;;)
 584                 __asm__ ("hlt");
 585 }
 586
 587 void (*cpu_idle_hook)(void) = NULL;     /* ACPI idle hook. */
 588
 589 static void
 590 cpu_idle_hlt(int busy)
 591 {
 592         /*
 593          * we must absolutely guarentee that hlt is the next instruction
 594          * after sti or we introduce a timing window.
 595          */
 596         disable_intr();
 597         if (sched_runnable())
 598                 enable_intr();
 599         else
 600                 __asm __volatile("sti; hlt");
 601 }
 602
 603 static void
 604 cpu_idle_acpi(int busy)
 605 {
 606         disable_intr();
 607         if (sched_runnable())
 608                 enable_intr();
 609         else if (cpu_idle_hook)
 610                 cpu_idle_hook();
 611         else
 612                 __asm __volatile("sti; hlt");
 613 }
 614
 615 static int cpu_ident_amdc1e = 0;
 616
 617 static int
 618 cpu_probe_amdc1e(void)
 619 {
 620         int i;
 621
 622         /*
 623          * Forget it, if we're not using local APIC timer.
 624          */
 625         if (resource_disabled("apic", 0) ||
 626             (resource_int_value("apic", 0, "clock", &i) == 0 && i == 0))
 627                 return (0);
 628
 629         /*
 630          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 631          * dual-cores (or future) k8 family.
 632          */
 633         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 634             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 635             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 636                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 637                 return (1);
 638         }
 639
 640         return (0);
 641 }
 642
 643 /*
 644  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 645  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 646  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 647  *
 648  * Reference:
 649  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 650  *   #32559 revision 3.00+
 651  */
 652 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 653 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 654 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 655 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 656
 657 static void
 658 cpu_idle_amdc1e(int busy)
 659 {
 660
 661         disable_intr();
 662         if (sched_runnable())
 663                 enable_intr();
 664         else {
 665                 uint64_t msr;
 666
 667                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 668                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 669                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 670
 671                 if (cpu_idle_hook)
 672                         cpu_idle_hook();
 673                 else
 674                         __asm __volatile("sti; hlt");
 675         }
 676 }
 677
 678 static void
 679 cpu_idle_spin(int busy)
 680 {
 681         return;
 682 }
 683
 684 void (*cpu_idle_fn)(int) = cpu_idle_acpi;
 685
 686 void
 687 cpu_idle(int busy)
 688 {
 689 #ifdef SMP
 690         if (mp_grab_cpu_hlt())
 691                 return;
 692 #endif
 693         cpu_idle_fn(busy);
 694 }
 695
 696 /*
 697  * mwait cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 698  */
 699 #define MWAIT_C0        0xf0
 700 #define MWAIT_C1        0x00
 701 #define MWAIT_C2        0x10
 702 #define MWAIT_C3        0x20
 703 #define MWAIT_C4        0x30
 704
 705 #define MWAIT_DISABLED  0x0
 706 #define MWAIT_WOKEN     0x1
 707 #define MWAIT_WAITING   0x2
 708
 709 static void
 710 cpu_idle_mwait(int busy)
 711 {
 712         int *mwait;
 713
 714         mwait = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 715         *mwait = MWAIT_WAITING;
 716         if (sched_runnable())
 717                 return;
 718         cpu_monitor(mwait, 0, 0);
 719         if (*mwait == MWAIT_WAITING)
 720                 cpu_mwait(0, MWAIT_C1);
 721 }
 722
 723 static void
 724 cpu_idle_mwait_hlt(int busy)
 725 {
 726         int *mwait;
 727
 728         mwait = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 729         if (busy == 0) {
 730                 *mwait = MWAIT_DISABLED;
 731                 cpu_idle_hlt(busy);
 732                 return;
 733         }
 734         *mwait = MWAIT_WAITING;
 735         if (sched_runnable())
 736                 return;
 737         cpu_monitor(mwait, 0, 0);
 738         if (*mwait == MWAIT_WAITING)
 739                 cpu_mwait(0, MWAIT_C1);
 740 }
 741
 742 int
 743 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 744 {
 745         struct pcpu *pcpu;
 746         int *mwait;
 747
 748         if (cpu_idle_fn == cpu_idle_spin)
 749                 return (1);
 750         if (cpu_idle_fn != cpu_idle_mwait && cpu_idle_fn != cpu_idle_mwait_hlt)
 751                 return (0);
 752         pcpu = pcpu_find(cpu);
 753         mwait = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 754         /*
 755          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 756          * simply result in unnecessary IPIs.
 757          */
 758         if (cpu_idle_fn == cpu_idle_mwait_hlt && *mwait == MWAIT_DISABLED)
 759                 return (0);
 760         *mwait = MWAIT_WOKEN;
 761
 762         return (1);
 763 }
 764
 765 /*
 766  * Ordered by speed/power consumption.
 767  */
 768 struct {
 769         void    *id_fn;
 770         char    *id_name;
 771 } idle_tbl[] = {
 772         { cpu_idle_spin, "spin" },
 773         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 774         { cpu_idle_mwait_hlt, "mwait_hlt" },
 775         { cpu_idle_amdc1e, "amdc1e" },
 776         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 777         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 778         { NULL, NULL }
 779 };
 780
 781 static int
 782 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 783 {
 784         char *avail, *p;
 785         int error;
 786         int i;
 787
 788         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 789         p = avail;
 790         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 791                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 792                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 793                         continue;
 794                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "amdc1e") == 0 &&
 795                     cpu_ident_amdc1e == 0)
 796                         continue;
 797                 p += sprintf(p, "%s, ", idle_tbl[i].id_name);
 798         }
 799         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 800         free(avail, M_TEMP);
 801         return (error);
 802 }
 803
 804 static int
 805 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 806 {
 807         char buf[16];
 808         int error;
 809         char *p;
 810         int i;
 811
 812         p = "unknown";
 813         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 814                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 815                         p = idle_tbl[i].id_name;
 816                         break;
 817                 }
 818         }
 819         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 820         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 821         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 822                 return (error);
 823         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 824                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 825                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 826                         continue;
 827                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "amdc1e") == 0 &&
 828                     cpu_ident_amdc1e == 0)
 829                         continue;
 830                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 831                         continue;
 832                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 833                 return (0);
 834         }
 835         return (EINVAL);
 836 }
 837
 838 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 839     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 840
 841 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 842     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 843
 844 /*
 845  * Reset registers to default values on exec.
 846  */
 847 void
 848 exec_setregs(td, entry, stack, ps_strings)
 849         struct thread *td;
 850         u_long entry;
 851         u_long stack;
 852         u_long ps_strings;
 853 {
 854         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 855         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 856
 857         mtx_lock(&dt_lock);
 858         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 859                 user_ldt_free(td);
 860         else
 861                 mtx_unlock(&dt_lock);
 862
 863         pcb->pcb_fsbase = 0;
 864         pcb->pcb_gsbase = 0;
 865         pcb->pcb_flags &= ~(PCB_32BIT | PCB_GS32BIT);
 866         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 867         pcb->pcb_full_iret = 1;
 868
 869         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 870         regs->tf_rip = entry;
 871         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 872         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 873         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 874         regs->tf_ss = _udatasel;
 875         regs->tf_cs = _ucodesel;
 876         regs->tf_ds = _udatasel;
 877         regs->tf_es = _udatasel;
 878         regs->tf_fs = _ufssel;
 879         regs->tf_gs = _ugssel;
 880         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 881         td->td_retval[1] = 0;
 882
 883         /*
 884          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 885          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 886          */
 887         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 888                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 889                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 890                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 891                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 892                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 893                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 894                 if (pcb == PCPU_GET(curpcb)) {
 895                         /*
 896                          * Clear the debug registers on the running
 897                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 898                          * the next process we switch to.
 899                          */
 900                         reset_dbregs();
 901                 }
 902                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 903         }
 904
 905         /*
 906          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 907          * clean FP state if it uses the FPU again.
 908          */
 909         fpstate_drop(td);
 910 }
 911
 912 void
 913 cpu_setregs(void)
 914 {
 915         register_t cr0;
 916
 917         cr0 = rcr0();
 918         /*
 919          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
 920          * BSP.  See the comments there about why we set them.
 921          */
 922         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
 923         load_cr0(cr0);
 924 }
 925
 926 /*
 927  * Initialize amd64 and configure to run kernel
 928  */
 929
 930 /*
 931  * Initialize segments & interrupt table
 932  */
 933
 934 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
 935 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
 936 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
 937
 938 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
 939
 940 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
 941 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
 942
 943 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
 944
 945 /*
 946  * Software prototypes -- in more palatable form.
 947  *
 948  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
 949  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
 950  */
 951 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
 952 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
 953 {       .ssd_base = 0x0,
 954         .ssd_limit = 0x0,
 955         .ssd_type = 0,
 956         .ssd_dpl = 0,
 957         .ssd_p = 0,
 958         .ssd_long = 0,
 959         .ssd_def32 = 0,
 960         .ssd_gran = 0           },
 961 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
 962 {       .ssd_base = 0x0,
 963         .ssd_limit = 0x0,
 964         .ssd_type = 0,
 965         .ssd_dpl = 0,
 966         .ssd_p = 0,
 967         .ssd_long = 0,
 968         .ssd_def32 = 0,
 969         .ssd_gran = 0           },
 970 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
 971 {       .ssd_base = 0x0,
 972         .ssd_limit = 0xfffff,
 973         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
 974         .ssd_dpl = SEL_UPL,
 975         .ssd_p = 1,
 976         .ssd_long = 0,
 977         .ssd_def32 = 1,
 978         .ssd_gran = 1           },
 979 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
 980 {       .ssd_base = 0x0,
 981         .ssd_limit = 0xfffff,
 982         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
 983         .ssd_dpl = SEL_UPL,
 984         .ssd_p = 1,
 985         .ssd_long = 0,
 986         .ssd_def32 = 1,
 987         .ssd_gran = 1           },
 988 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
 989 {       .ssd_base = 0x0,
 990         .ssd_limit = 0xfffff,
 991         .ssd_type = SDT_MEMERA,
 992         .ssd_dpl = SEL_KPL,
 993         .ssd_p = 1,
 994         .ssd_long = 1,
 995         .ssd_def32 = 0,
 996         .ssd_gran = 1           },
 997 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
 998 {       .ssd_base = 0x0,
 999         .ssd_limit = 0xfffff,
1000         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1001         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1002         .ssd_p = 1,
1003         .ssd_long = 1,
1004         .ssd_def32 = 0,
1005         .ssd_gran = 1           },
1006 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1007 {       .ssd_base = 0x0,
1008         .ssd_limit = 0xfffff,
1009         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1010         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1011         .ssd_p = 1,
1012         .ssd_long = 0,
1013         .ssd_def32 = 1,
1014         .ssd_gran = 1           },
1015 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1016 {       .ssd_base = 0x0,
1017         .ssd_limit = 0xfffff,
1018         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1019         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1020         .ssd_p = 1,
1021         .ssd_long = 0,
1022         .ssd_def32 = 1,
1023         .ssd_gran = 1           },
1024 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1025 {       .ssd_base = 0x0,
1026         .ssd_limit = 0xfffff,
1027         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1028         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1029         .ssd_p = 1,
1030         .ssd_long = 1,
1031         .ssd_def32 = 0,
1032         .ssd_gran = 1           },
1033 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1034 {       .ssd_base = 0x0,
1035         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1036         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1037         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1038         .ssd_p = 1,
1039         .ssd_long = 0,
1040         .ssd_def32 = 0,
1041         .ssd_gran = 0           },
1042 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1043 {       .ssd_base = 0x0,
1044         .ssd_limit = 0x0,
1045         .ssd_type = 0,
1046         .ssd_dpl = 0,
1047         .ssd_p = 0,
1048         .ssd_long = 0,
1049         .ssd_def32 = 0,
1050         .ssd_gran = 0           },
1051 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1052 {       .ssd_base = 0x0,
1053         .ssd_limit = 0x0,
1054         .ssd_type = 0,
1055         .ssd_dpl = 0,
1056         .ssd_p = 0,
1057         .ssd_long = 0,
1058         .ssd_def32 = 0,
1059         .ssd_gran = 0           },
1060 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1061 {       .ssd_base = 0x0,
1062         .ssd_limit = 0x0,
1063         .ssd_type = 0,
1064         .ssd_dpl = 0,
1065         .ssd_p = 0,
1066         .ssd_long = 0,
1067         .ssd_def32 = 0,
1068         .ssd_gran = 0           },
1069 };
1070
1071 void
1072 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1073         int idx;
1074         inthand_t *func;
1075         int typ;
1076         int dpl;
1077         int ist;
1078 {
1079         struct gate_descriptor *ip;
1080
1081         ip = idt + idx;
1082         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1083         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1084         ip->gd_ist = ist;
1085         ip->gd_xx = 0;
1086         ip->gd_type = typ;
1087         ip->gd_dpl = dpl;
1088         ip->gd_p = 1;
1089         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1090 }
1091
1092 extern inthand_t
1093         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1094         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1095         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1096         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1097         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1098 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1099         IDTVEC(dtrace_ret),
1100 #endif
1101         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1102
1103 #ifdef DDB
1104 /*
1105  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1106  * the default 'rsvd' entry point.
1107  */
1108 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1109 {
1110         struct gate_descriptor *ip;
1111         int idx;
1112         uintptr_t func;
1113
1114         ip = idt;
1115         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1116                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1117                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1118                         db_printf("%3d\t", idx);
1119                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1120                         db_printf("\n");
1121                 }
1122                 ip++;
1123         }
1124 }
1125 #endif
1126
1127 void
1128 sdtossd(sd, ssd)
1129         struct user_segment_descriptor *sd;
1130         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1131 {
1132
1133         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1134         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1135         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1136         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1137         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1138         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1139         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1140         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1141 }
1142
1143 void
1144 ssdtosd(ssd, sd)
1145         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1146         struct user_segment_descriptor *sd;
1147 {
1148
1149         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1150         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1151         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1152         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1153         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1154         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1155         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1156         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1157         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1158         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1159 }
1160
1161 void
1162 ssdtosyssd(ssd, sd)
1163         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1164         struct system_segment_descriptor *sd;
1165 {
1166
1167         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1168         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1169         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1170         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1171         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1172         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1173         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1174         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1175 }
1176
1177 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1178 #include <isa/isavar.h>
1179 #include <isa/isareg.h>
1180 /*
1181  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1182  * and is only suitable for use at probe time.
1183  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1184  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1185  * implementation in the apic driver code, if at all.
1186  */
1187 intrmask_t
1188 isa_irq_pending(void)
1189 {
1190         u_char irr1;
1191         u_char irr2;
1192
1193         irr1 = inb(IO_ICU1);
1194         irr2 = inb(IO_ICU2);
1195         return ((irr2 << 8) | irr1);
1196 }
1197 #endif
1198
1199 u_int basemem;
1200
1201 static int
1202 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1203 {
1204         int i, insert_idx, physmap_idx;
1205
1206         physmap_idx = *physmap_idxp;
1207
1208         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1209                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1210                     smap->type, smap->base, smap->length);
1211
1212         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1213                 return (1);
1214
1215         if (smap->length == 0)
1216                 return (0);
1217
1218         /*
1219          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1220          * assuming the new entry will be added to the end.
1221          */
1222         insert_idx = physmap_idx + 2;
1223         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1224                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1225                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1226                                 insert_idx = i;
1227                                 break;
1228                         }
1229                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1230                                 printf(
1231                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1232                         return (1);
1233                 }
1234         }
1235
1236         /* See if we can prepend to the next entry. */
1237         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1238             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1239                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1240                 return (1);
1241         }
1242
1243         /* See if we can append to the previous entry. */
1244         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1245                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1246                 return (1);
1247         }
1248
1249         physmap_idx += 2;
1250         *physmap_idxp = physmap_idx;
1251         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1252                 printf(
1253                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1254                 return (0);
1255         }
1256
1257         /*
1258          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1259          * entry if needed.
1260          */
1261         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1262                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1263                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1264         }
1265
1266         /* Insert the new entry. */
1267         physmap[insert_idx] = smap->base;
1268         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1269         return (1);
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1274  * available physical memory in the system, then test this memory and
1275  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1276  *
1277  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1278  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1279  *
1280  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1281  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1282  *
1283  * XXX first should be vm_paddr_t.
1284  */
1285 static void
1286 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1287 {
1288         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1289         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1290         u_long physmem_tunable;
1291         pt_entry_t *pte;
1292         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1293         u_int32_t smapsize;
1294         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1295
1296         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1297         basemem = 0;
1298         physmap_idx = 0;
1299
1300         /*
1301          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1302          *
1303          * subr_module.c says:
1304          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1305          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1306          */
1307         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1308             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1309         if (smapbase == NULL)
1310                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1311
1312         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1313         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1314
1315         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1316                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1317                         break;
1318
1319         /*
1320          * Find the 'base memory' segment for SMP
1321          */
1322         basemem = 0;
1323         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1324                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1325                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1326                         break;
1327                 }
1328         }
1329         if (basemem == 0)
1330                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1331
1332 #ifdef SMP
1333         /* make hole for AP bootstrap code */
1334         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1335 #endif
1336
1337         /*
1338          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1339          * highest page of the physical address space.  It should be
1340          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1341          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1342          */
1343         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1344
1345 #ifdef MAXMEM
1346         Maxmem = MAXMEM / 4;
1347 #endif
1348
1349         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1350                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1351
1352         /*
1353          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1354          * in the system.
1355          */
1356         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1357                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1358
1359         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1360             (boothowto & RB_VERBOSE))
1361                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1362
1363         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1364         pmap_bootstrap(&first);
1365
1366         /*
1367          * Size up each available chunk of physical memory.
1368          */
1369         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1370         pa_indx = 0;
1371         da_indx = 1;
1372         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1373         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1374         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1375         pte = CMAP1;
1376
1377         /*
1378          * Get dcons buffer address
1379          */
1380         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1381             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1382                 dcons_addr = 0;
1383
1384         /*
1385          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1386          * round up the start address and round down the end address.
1387          */
1388         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1389                 vm_paddr_t end;
1390
1391                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1392                 if (physmap[i + 1] < end)
1393                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1394                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1395                         int tmp, page_bad, full;
1396                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1397
1398                         full = FALSE;
1399                         /*
1400                          * block out kernel memory as not available.
1401                          */
1402                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1403                                 goto do_dump_avail;
1404
1405                         /*
1406                          * block out dcons buffer
1407                          */
1408                         if (dcons_addr > 0
1409                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1410                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1411                                 goto do_dump_avail;
1412
1413                         page_bad = FALSE;
1414
1415                         /*
1416                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1417                          */
1418                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1419                         invltlb();
1420
1421                         tmp = *(int *)ptr;
1422                         /*
1423                          * Test for alternating 1's and 0's
1424                          */
1425                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1426                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1427                                 page_bad = TRUE;
1428                         /*
1429                          * Test for alternating 0's and 1's
1430                          */
1431                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1432                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1433                                 page_bad = TRUE;
1434                         /*
1435                          * Test for all 1's
1436                          */
1437                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1438                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1439                                 page_bad = TRUE;
1440                         /*
1441                          * Test for all 0's
1442                          */
1443                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1444                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1445                                 page_bad = TRUE;
1446                         /*
1447                          * Restore original value.
1448                          */
1449                         *(int *)ptr = tmp;
1450
1451                         /*
1452                          * Adjust array of valid/good pages.
1453                          */
1454                         if (page_bad == TRUE)
1455                                 continue;
1456                         /*
1457                          * If this good page is a continuation of the
1458                          * previous set of good pages, then just increase
1459                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1460                          * Note that "end" points one higher than end,
1461                          * making the range >= start and < end.
1462                          * If we're also doing a speculative memory
1463                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1464                          * so that we keep going. The first bad page
1465                          * will terminate the loop.
1466                          */
1467                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1468                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1469                         } else {
1470                                 pa_indx++;
1471                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1472                                         printf(
1473                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1474                                         pa_indx--;
1475                                         full = TRUE;
1476                                         goto do_dump_avail;
1477                                 }
1478                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1479                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1480                         }
1481                         physmem++;
1482 do_dump_avail:
1483                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1484                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1485                         } else {
1486                                 da_indx++;
1487                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1488                                         da_indx--;
1489                                         goto do_next;
1490                                 }
1491                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1492                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1493                         }
1494 do_next:
1495                         if (full)
1496                                 break;
1497                 }
1498         }
1499         *pte = 0;
1500         invltlb();
1501
1502         /*
1503          * XXX
1504          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1505          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1506          * calculation, etc.).
1507          */
1508         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1509             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1510                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1511                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1512                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1513         }
1514
1515         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1516
1517         /* Trim off space for the message buffer. */
1518         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1519
1520         /* Map the message buffer. */
1521         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1522                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1523                     off);
1524 }
1525
1526 u_int64_t
1527 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1528 {
1529         caddr_t kmdp;
1530         int gsel_tss, x;
1531         struct pcpu *pc;
1532         struct nmi_pcpu *np;
1533         u_int64_t msr;
1534         char *env;
1535
1536         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1537         bzero((void *)thread0.td_kstack, KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE);
1538         physfree += KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1539         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
1540            (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
1541
1542         /*
1543          * This may be done better later if it gets more high level
1544          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1545          */
1546         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1547
1548         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1549         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1550         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1551         if (kmdp == NULL)
1552                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1553         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1554         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1555 #ifdef DDB
1556         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1557         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1558 #endif
1559
1560         /* Init basic tunables, hz etc */
1561         init_param1();
1562
1563         /*
1564          * make gdt memory segments
1565          */
1566         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1567                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1568                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1569                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1570         }
1571         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1572         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1573             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1574
1575         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1576         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1577         lgdt(&r_gdt);
1578         pc = &__pcpu[0];
1579
1580         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1581         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1582         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1583
1584         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1585         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1586         physfree += DPCPU_SIZE;
1587         PCPU_SET(prvspace, pc);
1588         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1589         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1590         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1591         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1592         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1593         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1594         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1595         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1596
1597         /*
1598          * Initialize mutexes.
1599          *
1600          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1601          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1602          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1603          *           under witness.
1604          */
1605         mutex_init();
1606         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1607         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1608
1609         /* exceptions */
1610         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1611                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1612         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1613         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1614         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1615         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1616         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1617         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1618         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1619         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1620         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1621         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1622         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1623         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1624         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1625         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1626         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1627         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1628         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1629         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1630         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1631 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1632         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1633 #endif
1634
1635         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1636         r_idt.rd_base = (long) idt;
1637         lidt(&r_idt);
1638
1639         /*
1640          * Initialize the i8254 before the console so that console
1641          * initialization can use DELAY().
1642          */
1643         i8254_init();
1644
1645         /*
1646          * Initialize the console before we print anything out.
1647          */
1648         cninit();
1649
1650 #ifdef DEV_ISA
1651 #ifdef DEV_ATPIC
1652         elcr_probe();
1653         atpic_startup();
1654 #else
1655         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1656         atpic_reset();
1657
1658         /*
1659          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1660          * interrupt handler.
1661          */
1662         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1663         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1664 #endif
1665 #else
1666 #error "have you forgotten the isa device?";
1667 #endif
1668
1669         kdb_init();
1670
1671 #ifdef KDB
1672         if (boothowto & RB_KDB)
1673                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1674                     "Boot flags requested debugger");
1675 #endif
1676
1677         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1678         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1679         initializecpucache();
1680
1681         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1682         common_tss[0].tss_rsp0 = thread0.td_kstack + \
1683             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb);
1684         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1685         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1686         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1687
1688         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1689         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1690
1691         /*
1692          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1693          * above the start of the ist2 stack.
1694          */
1695         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1696         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1697         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1698
1699         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1700         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1701             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1702
1703         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1704         ltr(gsel_tss);
1705
1706         /* Set up the fast syscall stuff */
1707         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1708         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1709         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1710         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1711         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1712               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1713         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1714         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1715
1716         getmemsize(kmdp, physfree);
1717         init_param2(physmem);
1718
1719         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1720
1721         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1722         fpuinit();
1723
1724         /* transfer to user mode */
1725
1726         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1727         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1728         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1729         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1730         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1731
1732         load_ds(_udatasel);
1733         load_es(_udatasel);
1734         load_fs(_ufssel);
1735
1736         /* setup proc 0's pcb */
1737         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1738         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1739         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1740
1741         env = getenv("kernelname");
1742         if (env != NULL)
1743                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1744
1745 #ifdef XENHVM
1746         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1747                 if (bootverbose)
1748                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1749                 outw(0x10, 3);
1750         }
1751 #endif
1752
1753         if (cpu_probe_amdc1e())
1754                 cpu_idle_fn = cpu_idle_amdc1e;
1755
1756         /* Location of kernel stack for locore */
1757         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1758 }
1759
1760 void
1761 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1762 {
1763
1764         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1765 }
1766
1767 void
1768 spinlock_enter(void)
1769 {
1770         struct thread *td;
1771         register_t flags;
1772
1773         td = curthread;
1774         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1775                 flags = intr_disable();
1776                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1777                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1778         } else
1779                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1780         critical_enter();
1781 }
1782
1783 void
1784 spinlock_exit(void)
1785 {
1786         struct thread *td;
1787         register_t flags;
1788
1789         td = curthread;
1790         critical_exit();
1791         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1792         td->td_md.md_spinlock_count--;
1793         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1794                 intr_restore(flags);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1799  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1800  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1801  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1802  * enough for a backtrace.
1803  */
1804 void
1805 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1806 {
1807
1808         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1809         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1810         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1811         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1812         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1813         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1814         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1815         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1816 }
1817
1818 int
1819 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1820 {
1821         td->td_frame->tf_rip = addr;
1822         return (0);
1823 }
1824
1825 int
1826 ptrace_single_step(struct thread *td)
1827 {
1828         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1829         return (0);
1830 }
1831
1832 int
1833 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1834 {
1835         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1836         return (0);
1837 }
1838
1839 int
1840 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1841 {
1842         struct trapframe *tp;
1843
1844         tp = td->td_frame;
1845         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1846         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1847         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1848         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1849         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1850         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1851         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1852         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1853         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1854         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1855         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1856         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1857         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1858         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1859         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1860         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1861         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1862         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1863         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1864         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1865         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
1866                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
1867                 regs->r_es = tp->tf_es;
1868                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
1869                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
1870         } else {
1871                 regs->r_ds = 0;
1872                 regs->r_es = 0;
1873                 regs->r_fs = 0;
1874                 regs->r_gs = 0;
1875         }
1876         return (0);
1877 }
1878
1879 int
1880 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1881 {
1882         struct trapframe *tp;
1883         register_t rflags;
1884
1885         tp = td->td_frame;
1886         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
1887         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
1888                 return (EINVAL);
1889         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
1890         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
1891         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
1892         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
1893         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
1894         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
1895         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
1896         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
1897         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
1898         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
1899         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
1900         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
1901         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
1902         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
1903         tp->tf_rax = regs->r_rax;
1904         tp->tf_rip = regs->r_rip;
1905         tp->tf_cs = regs->r_cs;
1906         tp->tf_rflags = rflags;
1907         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
1908         tp->tf_ss = regs->r_ss;
1909         if (0) {        /* XXXKIB */
1910                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
1911                 tp->tf_es = regs->r_es;
1912                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
1913                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
1914                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
1915                 td->td_pcb->pcb_full_iret = 1;
1916         }
1917         return (0);
1918 }
1919
1920 /* XXX check all this stuff! */
1921 /* externalize from sv_xmm */
1922 static void
1923 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
1924 {
1925         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1926         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1927         int i;
1928
1929         /* pcb -> fpregs */
1930         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
1931
1932         /* FPU control/status */
1933         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1934         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1935         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1936         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1937         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
1938         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
1939         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
1940         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
1941
1942         /* FPU registers */
1943         for (i = 0; i < 8; ++i)
1944                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
1945
1946         /* SSE registers */
1947         for (i = 0; i < 16; ++i)
1948                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
1949 }
1950
1951 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
1952 static void
1953 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
1954 {
1955         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1956         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1957         int i;
1958
1959         /* fpregs -> pcb */
1960         /* FPU control/status */
1961         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
1962         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
1963         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
1964         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
1965         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
1966         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
1967         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
1968         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
1969
1970         /* FPU registers */
1971         for (i = 0; i < 8; ++i)
1972                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
1973
1974         /* SSE registers */
1975         for (i = 0; i < 16; ++i)
1976                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
1977 }
1978
1979 /* externalize from td->pcb */
1980 int
1981 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1982 {
1983
1984         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td),
1985             ("not suspended thread %p", td));
1986         fpugetregs(td);
1987         fill_fpregs_xmm(&td->td_pcb->pcb_user_save, fpregs);
1988         return (0);
1989 }
1990
1991 /* internalize to td->pcb */
1992 int
1993 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1994 {
1995
1996         set_fpregs_xmm(fpregs, &td->td_pcb->pcb_user_save);
1997         fpuuserinited(td);
1998         return (0);
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Get machine context.
2003  */
2004 int
2005 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2006 {
2007         struct trapframe *tp;
2008
2009         tp = td->td_frame;
2010         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2011         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2012         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2013         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2014         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2015         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2016         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2017         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2018         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2019         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2020         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2021         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2022         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2023         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2024         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2025         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2026         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2027         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2028                 mcp->mc_rax = 0;
2029                 mcp->mc_rdx = 0;
2030                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2031         } else {
2032                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2033                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2034         }
2035         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2036         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2037         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2038         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2039         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2040         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2041         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2042         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2043         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2044         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2045         get_fpcontext(td, mcp);
2046         mcp->mc_fsbase = td->td_pcb->pcb_fsbase;
2047         mcp->mc_gsbase = td->td_pcb->pcb_gsbase;
2048         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2049         return (0);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Set machine context.
2054  *
2055  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2056  * touch the cs selector.
2057  */
2058 int
2059 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2060 {
2061         struct trapframe *tp;
2062         long rflags;
2063         int ret;
2064
2065         tp = td->td_frame;
2066         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2067             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2068                 return (EINVAL);
2069         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2070             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2071         ret = set_fpcontext(td, mcp);
2072         if (ret != 0)
2073                 return (ret);
2074         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2075         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2076         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2077         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2078         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2079         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2080         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2081         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2082         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2083         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2084         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2085         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2086         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2087         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2088         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2089         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2090         tp->tf_rflags = rflags;
2091         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2092         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2093         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2094         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2095                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2096                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2097                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2098                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2099         }
2100         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2101                 td->td_pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2102                 td->td_pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2103         }
2104         td->td_pcb->pcb_full_iret = 1;
2105         return (0);
2106 }
2107
2108 static void
2109 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2110 {
2111
2112         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2113         bcopy(&td->td_pcb->pcb_user_save, &mcp->mc_fpstate,
2114             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2115         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2116 }
2117
2118 static int
2119 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2120 {
2121         struct savefpu *fpstate;
2122
2123         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2124                 return (0);
2125         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2126                 return (EINVAL);
2127         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE)
2128                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2129                 fpstate_drop(td);
2130         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2131             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2132                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2133                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2134                 fpusetregs(td, fpstate);
2135         } else
2136                 return (EINVAL);
2137         return (0);
2138 }
2139
2140 void
2141 fpstate_drop(struct thread *td)
2142 {
2143
2144         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2145         critical_enter();
2146         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2147                 fpudrop();
2148         /*
2149          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2150          * owned it.
2151          *
2152          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2153          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2154          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2155          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2156          * have too many layers.
2157          */
2158         curthread->td_pcb->pcb_flags &= ~(PCB_FPUINITDONE |
2159             PCB_USERFPUINITDONE);
2160         critical_exit();
2161 }
2162
2163 int
2164 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2165 {
2166         struct pcb *pcb;
2167
2168         if (td == NULL) {
2169                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2170                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2171                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2172                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2173                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2174                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2175         } else {
2176                 pcb = td->td_pcb;
2177                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2178                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2179                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2180                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2181                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2182                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2183         }
2184         dbregs->dr[4] = 0;
2185         dbregs->dr[5] = 0;
2186         dbregs->dr[8] = 0;
2187         dbregs->dr[9] = 0;
2188         dbregs->dr[10] = 0;
2189         dbregs->dr[11] = 0;
2190         dbregs->dr[12] = 0;
2191         dbregs->dr[13] = 0;
2192         dbregs->dr[14] = 0;
2193         dbregs->dr[15] = 0;
2194         return (0);
2195 }
2196
2197 int
2198 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2199 {
2200         struct pcb *pcb;
2201         int i;
2202
2203         if (td == NULL) {
2204                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2205                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2206                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2207                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2208                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2209                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2210         } else {
2211                 /*
2212                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2213                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2214                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2215                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2216                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2217                  */
2218                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2219                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2220                                 return (EINVAL);
2221                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2222                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2223                                 return (EINVAL);
2224                 }
2225                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2226                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2227                         return (EINVAL);
2228
2229                 pcb = td->td_pcb;
2230
2231                 /*
2232                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2233                  * process's address space.  If a process could do this, it
2234                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2235                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2236                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2237                  * process's address space.
2238                  *
2239                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2240                  * address space is written into from within the kernel
2241                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2242                  * from within kernel mode?
2243                  */
2244
2245                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2246                         /* dr0 is enabled */
2247                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2248                                 return (EINVAL);
2249                 }
2250                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2251                         /* dr1 is enabled */
2252                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2253                                 return (EINVAL);
2254                 }
2255                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2256                         /* dr2 is enabled */
2257                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2258                                 return (EINVAL);
2259                 }
2260                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2261                         /* dr3 is enabled */
2262                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2263                                 return (EINVAL);
2264                 }
2265
2266                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2267                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2268                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2269                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2270                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2271                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2272
2273                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2274         }
2275
2276         return (0);
2277 }
2278
2279 void
2280 reset_dbregs(void)
2281 {
2282
2283         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2284         load_dr0(0);
2285         load_dr1(0);
2286         load_dr2(0);
2287         load_dr3(0);
2288         load_dr6(0);
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2293  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2294  */
2295 int
2296 user_dbreg_trap(void)
2297 {
2298         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2299         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2300         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2301         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2302         int i;
2303
2304         dr7 = rdr7();
2305         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2306                 /*
2307                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2308                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2309                  * hardware debug registers
2310                  */
2311                 return 0;
2312         }
2313
2314         nbp = 0;
2315         dr6 = rdr6();
2316         bp = dr6 & 0x0000000f;
2317
2318         if (!bp) {
2319                 /*
2320                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2321                  * trap was not caused by any of the debug registers
2322                  */
2323                 return 0;
2324         }
2325
2326         /*
2327          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2328          * which ones and if any of them are user space addresses
2329          */
2330
2331         if (bp & 0x01) {
2332                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2333         }
2334         if (bp & 0x02) {
2335                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2336         }
2337         if (bp & 0x04) {
2338                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2339         }
2340         if (bp & 0x08) {
2341                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2342         }
2343
2344         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2345                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2346                         /*
2347                          * addr[i] is in user space
2348                          */
2349                         return nbp;
2350                 }
2351         }
2352
2353         /*
2354          * None of the breakpoints are in user space.
2355          */
2356         return 0;
2357 }
2358
2359 #ifdef KDB
2360
2361 /*
2362  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2363  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2364  */
2365
2366 /* silence compiler warnings */
2367 u_char inb_(u_short);
2368 void outb_(u_short, u_char);
2369
2370 u_char
2371 inb_(u_short port)
2372 {
2373         return inb(port);
2374 }
2375
2376 void
2377 outb_(u_short port, u_char data)
2378 {
2379         outb(port, data);
2380 }
2381
2382 #endif /* KDB */