]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/8.git/blob - sys/amd64/amd64/machdep.c
MFC 217886,218389:
[FreeBSD/stable/8.git] / 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_perfmon.h"
55 #include "opt_sched.h"
56 #include "opt_kdtrace.h"
57
58 #include <sys/param.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/systm.h>
61 #include <sys/bio.h>
62 #include <sys/buf.h>
63 #include <sys/bus.h>
64 #include <sys/callout.h>
65 #include <sys/cons.h>
66 #include <sys/cpu.h>
67 #include <sys/eventhandler.h>
68 #include <sys/exec.h>
69 #include <sys/imgact.h>
70 #include <sys/kdb.h>
71 #include <sys/kernel.h>
72 #include <sys/ktr.h>
73 #include <sys/linker.h>
74 #include <sys/lock.h>
75 #include <sys/malloc.h>
76 #include <sys/msgbuf.h>
77 #include <sys/mutex.h>
78 #include <sys/pcpu.h>
79 #include <sys/ptrace.h>
80 #include <sys/reboot.h>
81 #include <sys/sched.h>
82 #include <sys/signalvar.h>
83 #include <sys/syscallsubr.h>
84 #include <sys/sysctl.h>
85 #include <sys/sysent.h>
86 #include <sys/sysproto.h>
87 #include <sys/ucontext.h>
88 #include <sys/vmmeter.h>
89
90 #include <vm/vm.h>
91 #include <vm/vm_extern.h>
92 #include <vm/vm_kern.h>
93 #include <vm/vm_page.h>
94 #include <vm/vm_map.h>
95 #include <vm/vm_object.h>
96 #include <vm/vm_pager.h>
97 #include <vm/vm_param.h>
98
99 #ifdef DDB
100 #ifndef KDB
101 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
102 #endif
103 #include <ddb/ddb.h>
104 #include <ddb/db_sym.h>
105 #endif
106
107 #include <net/netisr.h>
108
109 #include <machine/clock.h>
110 #include <machine/cpu.h>
111 #include <machine/cputypes.h>
112 #include <machine/intr_machdep.h>
113 #include <machine/mca.h>
114 #include <machine/md_var.h>
115 #include <machine/metadata.h>
116 #include <machine/pc/bios.h>
117 #include <machine/pcb.h>
118 #include <machine/proc.h>
119 #include <machine/reg.h>
120 #include <machine/sigframe.h>
121 #include <machine/specialreg.h>
122 #ifdef PERFMON
123 #include <machine/perfmon.h>
124 #endif
125 #include <machine/tss.h>
126 #ifdef SMP
127 #include <machine/smp.h>
128 #endif
129
130 #ifdef DEV_ATPIC
131 #include <amd64/isa/icu.h>
132 #else
133 #include <machine/apicvar.h>
134 #endif
135
136 #include <isa/isareg.h>
137 #include <isa/rtc.h>
138
139 /* Sanity check for __curthread() */
140 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
141
142 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
143
144 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
145 extern void identify_cpu(void);
146 extern void panicifcpuunsupported(void);
147
148 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
149 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
150
151 static void cpu_startup(void *);
152 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp);
153 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp);
154 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
155
156 #ifdef DDB
157 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
158 #endif
159
160 struct msgbuf *msgbufp;
161
162 /* Intel ICH registers */
163 #define ICH_PMBASE      0x400
164 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
165
166 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
167
168 int cold = 1;
169
170 long Maxmem = 0;
171 long realmem = 0;
172
173 /*
174  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
175  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
176  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
177  * PHYSSEG entries.
178  */
179 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
180
181 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
182 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
183
184 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
185 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
186 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
187
188 struct kva_md_info kmi;
189
190 static struct trapframe proc0_tf;
191 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
192
193 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
194
195 struct mtx icu_lock;
196
197 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
198
199 static void
200 cpu_startup(dummy)
201         void *dummy;
202 {
203         uintmax_t memsize;
204         char *sysenv;
205
206         /*
207          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
208          * generate an SMI# because this can cause several problems,
209          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
210          * start the APs.
211          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
212          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge. 
213          */
214         sysenv = getenv("smbios.system.product");
215         if (sysenv != NULL) {
216                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
217                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
218                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
219                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
220                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
221                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
222                         if (bootverbose)
223                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
224                                     "Intel ICH.\n");
225                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
226                 }
227                 freeenv(sysenv);
228         }
229
230         /*
231          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
232          */
233         startrtclock();
234         printcpuinfo();
235         panicifcpuunsupported();
236 #ifdef PERFMON
237         perfmon_init();
238 #endif
239         realmem = Maxmem;
240
241         /*
242          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
243          */
244         memsize = 0;
245         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
246         if (sysenv != NULL) {
247                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
248                 freeenv(sysenv);
249         }
250         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
251                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
252         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
253
254         /*
255          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
256          */
257         if (bootverbose) {
258                 int indx;
259
260                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
261                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
262                         vm_paddr_t size;
263
264                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
265                         printf(
266                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
267                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
268                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
269                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
270                 }
271         }
272
273         vm_ksubmap_init(&kmi);
274
275         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
276             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
277             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
278
279         /*
280          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
281          */
282         bufinit();
283         vm_pager_bufferinit();
284
285         cpu_setregs();
286 }
287
288 /*
289  * Send an interrupt to process.
290  *
291  * Stack is set up to allow sigcode stored
292  * at top to call routine, followed by call
293  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
294  * resets the signal mask, the stack, and the
295  * frame pointer, it returns to the user
296  * specified pc, psl.
297  */
298 void
299 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
300 {
301         struct sigframe sf, *sfp;
302         struct pcb *pcb;
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         pcb = td->td_pcb;
313         p = td->td_proc;
314         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
315         sig = ksi->ksi_signo;
316         psp = p->p_sigacts;
317         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
318         regs = td->td_frame;
319         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
320
321         /* Save user context. */
322         bzero(&sf, sizeof(sf));
323         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
324         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
325         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
326             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
327         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
328         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
329         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
330         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext);
331         fpstate_drop(td);
332         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
333         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
334         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
335             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
336         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
337
338         /* Allocate space for the signal handler context. */
339         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
340             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
341                 sp = td->td_sigstk.ss_sp +
342                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe);
343 #if defined(COMPAT_43)
344                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
345 #endif
346         } else
347                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
348         /* Align to 16 bytes. */
349         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
350
351         /* Translate the signal if appropriate. */
352         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
353                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
354
355         /* Build the argument list for the signal handler. */
356         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
357         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
358         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
359         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
360                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
361                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
362                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
363
364                 /* Fill in POSIX parts */
365                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
366                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
367                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
368         } else {
369                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
370                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
371                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
372                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
373         }
374         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
375         PROC_UNLOCK(p);
376
377         /*
378          * Copy the sigframe out to the user's stack.
379          */
380         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
381 #ifdef DEBUG
382                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
383 #endif
384                 PROC_LOCK(p);
385                 sigexit(td, SIGILL);
386         }
387
388         regs->tf_rsp = (long)sfp;
389         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
390         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
391         regs->tf_cs = _ucodesel;
392         regs->tf_ds = _udatasel;
393         regs->tf_es = _udatasel;
394         regs->tf_fs = _ufssel;
395         regs->tf_gs = _ugssel;
396         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
397         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
398         PROC_LOCK(p);
399         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
400 }
401
402 /*
403  * System call to cleanup state after a signal
404  * has been taken.  Reset signal mask and
405  * stack state from context left by sendsig (above).
406  * Return to previous pc and psl as specified by
407  * context left by sendsig. Check carefully to
408  * make sure that the user has not modified the
409  * state to gain improper privileges.
410  *
411  * MPSAFE
412  */
413 int
414 sigreturn(td, uap)
415         struct thread *td;
416         struct sigreturn_args /* {
417                 const struct __ucontext *sigcntxp;
418         } */ *uap;
419 {
420         ucontext_t uc;
421         struct pcb *pcb;
422         struct proc *p;
423         struct trapframe *regs;
424         ucontext_t *ucp;
425         long rflags;
426         int cs, error, ret;
427         ksiginfo_t ksi;
428
429         pcb = td->td_pcb;
430         p = td->td_proc;
431
432         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
433         if (error != 0) {
434                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
435                     p->p_pid, td->td_name);
436                 return (error);
437         }
438         ucp = &uc;
439         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
440                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
441                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
442                 return (EINVAL);
443         }
444         regs = td->td_frame;
445         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
446         /*
447          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
448          */
449         /*
450          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
451          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
452          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
453          * the signal context during signal handling and there is no
454          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
455          * corrupted by the signal handler without us knowing.
456          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
457          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
458          */
459         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
460                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
461                     td->td_name, rflags);
462                 return (EINVAL);
463         }
464
465         /*
466          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
467          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
468          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
469          */
470         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
471         if (!CS_SECURE(cs)) {
472                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
473                     td->td_name, cs);
474                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
475                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
476                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
477                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
478                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
479                 trapsignal(td, &ksi);
480                 return (EINVAL);
481         }
482
483         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext);
484         if (ret != 0) {
485                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
486                     p->p_pid, td->td_name, ret);
487                 return (ret);
488         }
489         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
490         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
491         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
492
493 #if defined(COMPAT_43)
494         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
495                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
496         else
497                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
498 #endif
499
500         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
501         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
502         return (EJUSTRETURN);
503 }
504
505 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
506 int
507 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
508 {
509  
510         return sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
511 }
512 #endif
513
514
515 /*
516  * Machine dependent boot() routine
517  *
518  * I haven't seen anything to put here yet
519  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
520  */
521 void
522 cpu_boot(int howto)
523 {
524 }
525
526 /*
527  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
528  * be made coherent later.
529  */
530 void
531 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
532 {
533         /* Not applicable */
534 }
535
536 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
537 int
538 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
539 {
540         register_t reg;
541         uint64_t tsc1, tsc2;
542
543         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
544                 return (EINVAL);
545
546         /* If we're booting, trust the rate calibrated moments ago. */
547         if (cold) {
548                 *rate = tsc_freq;
549                 return (0);
550         }
551
552 #ifdef SMP
553         /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
554         thread_lock(curthread);
555         sched_bind(curthread, cpu_id);
556         thread_unlock(curthread);
557 #endif
558
559         /* Calibrate by measuring a short delay. */
560         reg = intr_disable();
561         tsc1 = rdtsc();
562         DELAY(1000);
563         tsc2 = rdtsc();
564         intr_restore(reg);
565
566 #ifdef SMP
567         thread_lock(curthread);
568         sched_unbind(curthread);
569         thread_unlock(curthread);
570 #endif
571
572         /*
573          * Calculate the difference in readings, convert to Mhz, and
574          * subtract 0.5% of the total.  Empirical testing has shown that
575          * overhead in DELAY() works out to approximately this value.
576          */
577         tsc2 -= tsc1;
578         *rate = tsc2 * 1000 - tsc2 * 5;
579         return (0);
580 }
581
582 /*
583  * Shutdown the CPU as much as possible
584  */
585 void
586 cpu_halt(void)
587 {
588         for (;;)
589                 __asm__ ("hlt");
590 }
591
592 void (*cpu_idle_hook)(void) = NULL;     /* ACPI idle hook. */
593
594 static void
595 cpu_idle_hlt(int busy)
596 {
597         /*
598          * we must absolutely guarentee that hlt is the next instruction
599          * after sti or we introduce a timing window.
600          */
601         disable_intr();
602         if (sched_runnable())
603                 enable_intr();
604         else
605                 __asm __volatile("sti; hlt");
606 }
607
608 static void
609 cpu_idle_acpi(int busy)
610 {
611         disable_intr();
612         if (sched_runnable())
613                 enable_intr();
614         else if (cpu_idle_hook)
615                 cpu_idle_hook();
616         else
617                 __asm __volatile("sti; hlt");
618 }
619
620 static int cpu_ident_amdc1e = 0;
621
622 static int
623 cpu_probe_amdc1e(void)
624 {
625         int i;
626
627         /*
628          * Forget it, if we're not using local APIC timer.
629          */
630         if (resource_disabled("apic", 0) ||
631             (resource_int_value("apic", 0, "clock", &i) == 0 && i == 0))
632                 return (0);
633
634         /*
635          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
636          * dual-cores (or future) k8 family.
637          */
638         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
639             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
640             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
641                 cpu_ident_amdc1e = 1;
642                 return (1);
643         }
644
645         return (0);
646 }
647
648 /*
649  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
650  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
651  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
652  * 
653  * Reference:
654  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
655  *   #32559 revision 3.00+
656  */
657 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
658 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
659 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
660 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
661
662 static void
663 cpu_idle_amdc1e(int busy)
664 {
665
666         disable_intr();
667         if (sched_runnable())
668                 enable_intr();
669         else {
670                 uint64_t msr;
671
672                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
673                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
674                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
675
676                 if (cpu_idle_hook)
677                         cpu_idle_hook();
678                 else
679                         __asm __volatile("sti; hlt");
680         }
681 }
682
683 static void
684 cpu_idle_spin(int busy)
685 {
686         return;
687 }
688
689 void (*cpu_idle_fn)(int) = cpu_idle_acpi;
690
691 void
692 cpu_idle(int busy)
693 {
694 #ifdef SMP
695         if (mp_grab_cpu_hlt())
696                 return;
697 #endif
698         cpu_idle_fn(busy);
699 }
700
701 /*
702  * mwait cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
703  */
704 #define MWAIT_C0        0xf0
705 #define MWAIT_C1        0x00
706 #define MWAIT_C2        0x10
707 #define MWAIT_C3        0x20
708 #define MWAIT_C4        0x30
709
710 #define MWAIT_DISABLED  0x0
711 #define MWAIT_WOKEN     0x1
712 #define MWAIT_WAITING   0x2
713
714 static void
715 cpu_idle_mwait(int busy)
716 {
717         int *mwait;
718
719         mwait = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
720         *mwait = MWAIT_WAITING;
721         if (sched_runnable())
722                 return;
723         cpu_monitor(mwait, 0, 0);
724         if (*mwait == MWAIT_WAITING)
725                 cpu_mwait(0, MWAIT_C1);
726 }
727
728 static void
729 cpu_idle_mwait_hlt(int busy)
730 {
731         int *mwait;
732
733         mwait = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
734         if (busy == 0) {
735                 *mwait = MWAIT_DISABLED;
736                 cpu_idle_hlt(busy);
737                 return;
738         }
739         *mwait = MWAIT_WAITING;
740         if (sched_runnable())
741                 return;
742         cpu_monitor(mwait, 0, 0);
743         if (*mwait == MWAIT_WAITING)
744                 cpu_mwait(0, MWAIT_C1);
745 }
746
747 int
748 cpu_idle_wakeup(int cpu)
749 {
750         struct pcpu *pcpu;
751         int *mwait;
752
753         if (cpu_idle_fn == cpu_idle_spin)
754                 return (1);
755         if (cpu_idle_fn != cpu_idle_mwait && cpu_idle_fn != cpu_idle_mwait_hlt)
756                 return (0);
757         pcpu = pcpu_find(cpu);
758         mwait = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
759         /*
760          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
761          * simply result in unnecessary IPIs.
762          */
763         if (cpu_idle_fn == cpu_idle_mwait_hlt && *mwait == MWAIT_DISABLED)
764                 return (0);
765         *mwait = MWAIT_WOKEN;
766
767         return (1);
768 }
769
770 /*
771  * Ordered by speed/power consumption.
772  */
773 struct {
774         void    *id_fn;
775         char    *id_name;
776 } idle_tbl[] = {
777         { cpu_idle_spin, "spin" },
778         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
779         { cpu_idle_mwait_hlt, "mwait_hlt" },
780         { cpu_idle_amdc1e, "amdc1e" },
781         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
782         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
783         { NULL, NULL }
784 };
785
786 static int
787 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
788 {
789         char *avail, *p;
790         int error;
791         int i;
792
793         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
794         p = avail;
795         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
796                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
797                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
798                         continue;
799                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "amdc1e") == 0 &&
800                     cpu_ident_amdc1e == 0)
801                         continue;
802                 p += sprintf(p, "%s, ", idle_tbl[i].id_name);
803         }
804         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
805         free(avail, M_TEMP);
806         return (error);
807 }
808
809 static int
810 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
811 {
812         char buf[16];
813         int error;
814         char *p;
815         int i;
816
817         p = "unknown";
818         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
819                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
820                         p = idle_tbl[i].id_name;
821                         break;
822                 }
823         }
824         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
825         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
826         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
827                 return (error);
828         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
829                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
830                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
831                         continue;
832                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "amdc1e") == 0 &&
833                     cpu_ident_amdc1e == 0)
834                         continue;
835                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
836                         continue;
837                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
838                 return (0);
839         }
840         return (EINVAL);
841 }
842
843 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
844     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
845
846 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
847     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
848
849 /*
850  * Reset registers to default values on exec.
851  */
852 void
853 exec_setregs(td, entry, stack, ps_strings)
854         struct thread *td;
855         u_long entry;
856         u_long stack;
857         u_long ps_strings;
858 {
859         struct trapframe *regs = td->td_frame;
860         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
861
862         mtx_lock(&dt_lock);
863         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
864                 user_ldt_free(td);
865         else
866                 mtx_unlock(&dt_lock);
867         
868         pcb->pcb_fsbase = 0;
869         pcb->pcb_gsbase = 0;
870         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT | PCB_GS32BIT);
871         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
872         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
873
874         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
875         regs->tf_rip = entry;
876         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
877         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
878         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
879         regs->tf_ss = _udatasel;
880         regs->tf_cs = _ucodesel;
881         regs->tf_ds = _udatasel;
882         regs->tf_es = _udatasel;
883         regs->tf_fs = _ufssel;
884         regs->tf_gs = _ugssel;
885         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
886         td->td_retval[1] = 0;
887
888         /*
889          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
890          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
891          */
892         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
893                 pcb->pcb_dr0 = 0;
894                 pcb->pcb_dr1 = 0;
895                 pcb->pcb_dr2 = 0;
896                 pcb->pcb_dr3 = 0;
897                 pcb->pcb_dr6 = 0;
898                 pcb->pcb_dr7 = 0;
899                 if (pcb == PCPU_GET(curpcb)) {
900                         /*
901                          * Clear the debug registers on the running
902                          * CPU, otherwise they will end up affecting
903                          * the next process we switch to.
904                          */
905                         reset_dbregs();
906                 }
907                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
908         }
909
910         /*
911          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
912          * clean FP state if it uses the FPU again.
913          */
914         fpstate_drop(td);
915 }
916
917 void
918 cpu_setregs(void)
919 {
920         register_t cr0;
921
922         cr0 = rcr0();
923         /*
924          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
925          * BSP.  See the comments there about why we set them.
926          */
927         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
928         load_cr0(cr0);
929 }
930
931 /*
932  * Initialize amd64 and configure to run kernel
933  */
934
935 /*
936  * Initialize segments & interrupt table
937  */
938
939 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
940 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
941 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
942
943 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
944
945 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
946 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
947
948 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
949
950 /*
951  * Software prototypes -- in more palatable form.
952  *
953  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
954  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
955  */
956 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
957 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
958 {       .ssd_base = 0x0,
959         .ssd_limit = 0x0,
960         .ssd_type = 0,
961         .ssd_dpl = 0,
962         .ssd_p = 0,
963         .ssd_long = 0,
964         .ssd_def32 = 0,
965         .ssd_gran = 0           },
966 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
967 {       .ssd_base = 0x0,
968         .ssd_limit = 0x0,
969         .ssd_type = 0,
970         .ssd_dpl = 0,
971         .ssd_p = 0,
972         .ssd_long = 0,
973         .ssd_def32 = 0,
974         .ssd_gran = 0           },
975 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
976 {       .ssd_base = 0x0,
977         .ssd_limit = 0xfffff,
978         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
979         .ssd_dpl = SEL_UPL,
980         .ssd_p = 1,
981         .ssd_long = 0,
982         .ssd_def32 = 1,
983         .ssd_gran = 1           },
984 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
985 {       .ssd_base = 0x0,
986         .ssd_limit = 0xfffff,
987         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
988         .ssd_dpl = SEL_UPL,
989         .ssd_p = 1,
990         .ssd_long = 0,
991         .ssd_def32 = 1,
992         .ssd_gran = 1           },
993 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
994 {       .ssd_base = 0x0,
995         .ssd_limit = 0xfffff,
996         .ssd_type = SDT_MEMERA,
997         .ssd_dpl = SEL_KPL,
998         .ssd_p = 1,
999         .ssd_long = 1,
1000         .ssd_def32 = 0,
1001         .ssd_gran = 1           },
1002 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1003 {       .ssd_base = 0x0,
1004         .ssd_limit = 0xfffff,
1005         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1006         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1007         .ssd_p = 1,
1008         .ssd_long = 1,
1009         .ssd_def32 = 0,
1010         .ssd_gran = 1           },
1011 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1012 {       .ssd_base = 0x0,
1013         .ssd_limit = 0xfffff,
1014         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1015         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1016         .ssd_p = 1,
1017         .ssd_long = 0,
1018         .ssd_def32 = 1,
1019         .ssd_gran = 1           },
1020 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1021 {       .ssd_base = 0x0,
1022         .ssd_limit = 0xfffff,
1023         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1024         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1025         .ssd_p = 1,
1026         .ssd_long = 0,
1027         .ssd_def32 = 1,
1028         .ssd_gran = 1           },
1029 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1030 {       .ssd_base = 0x0,
1031         .ssd_limit = 0xfffff,
1032         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1033         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1034         .ssd_p = 1,
1035         .ssd_long = 1,
1036         .ssd_def32 = 0,
1037         .ssd_gran = 1           },
1038 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1039 {       .ssd_base = 0x0,
1040         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1041         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1042         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1043         .ssd_p = 1,
1044         .ssd_long = 0,
1045         .ssd_def32 = 0,
1046         .ssd_gran = 0           },
1047 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1048 {       .ssd_base = 0x0,
1049         .ssd_limit = 0x0,
1050         .ssd_type = 0,
1051         .ssd_dpl = 0,
1052         .ssd_p = 0,
1053         .ssd_long = 0,
1054         .ssd_def32 = 0,
1055         .ssd_gran = 0           },
1056 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1057 {       .ssd_base = 0x0,
1058         .ssd_limit = 0x0,
1059         .ssd_type = 0,
1060         .ssd_dpl = 0,
1061         .ssd_p = 0,
1062         .ssd_long = 0,
1063         .ssd_def32 = 0,
1064         .ssd_gran = 0           },
1065 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1066 {       .ssd_base = 0x0,
1067         .ssd_limit = 0x0,
1068         .ssd_type = 0,
1069         .ssd_dpl = 0,
1070         .ssd_p = 0,
1071         .ssd_long = 0,
1072         .ssd_def32 = 0,
1073         .ssd_gran = 0           },
1074 };
1075
1076 void
1077 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1078         int idx;
1079         inthand_t *func;
1080         int typ;
1081         int dpl;
1082         int ist;
1083 {
1084         struct gate_descriptor *ip;
1085
1086         ip = idt + idx;
1087         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1088         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1089         ip->gd_ist = ist;
1090         ip->gd_xx = 0;
1091         ip->gd_type = typ;
1092         ip->gd_dpl = dpl;
1093         ip->gd_p = 1;
1094         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1095 }
1096
1097 extern inthand_t
1098         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1099         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1100         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1101         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1102         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1103 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1104         IDTVEC(dtrace_ret),
1105 #endif
1106         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1107
1108 #ifdef DDB
1109 /*
1110  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1111  * the default 'rsvd' entry point.
1112  */
1113 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1114 {
1115         struct gate_descriptor *ip;
1116         int idx;
1117         uintptr_t func;
1118
1119         ip = idt;
1120         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1121                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1122                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1123                         db_printf("%3d\t", idx);
1124                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1125                         db_printf("\n");
1126                 }
1127                 ip++;
1128         }
1129 }
1130 #endif
1131
1132 void
1133 sdtossd(sd, ssd)
1134         struct user_segment_descriptor *sd;
1135         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1136 {
1137
1138         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1139         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1140         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1141         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1142         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1143         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1144         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1145         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1146 }
1147
1148 void
1149 ssdtosd(ssd, sd)
1150         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1151         struct user_segment_descriptor *sd;
1152 {
1153
1154         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1155         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1156         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1157         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1158         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1159         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1160         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1161         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1162         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1163         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1164 }
1165
1166 void
1167 ssdtosyssd(ssd, sd)
1168         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1169         struct system_segment_descriptor *sd;
1170 {
1171
1172         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1173         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1174         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1175         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1176         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1177         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1178         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1179         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1180 }
1181
1182 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1183 #include <isa/isavar.h>
1184 #include <isa/isareg.h>
1185 /*
1186  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1187  * and is only suitable for use at probe time.
1188  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1189  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1190  * implementation in the apic driver code, if at all.
1191  */
1192 intrmask_t
1193 isa_irq_pending(void)
1194 {
1195         u_char irr1;
1196         u_char irr2;
1197
1198         irr1 = inb(IO_ICU1);
1199         irr2 = inb(IO_ICU2);
1200         return ((irr2 << 8) | irr1);
1201 }
1202 #endif
1203
1204 u_int basemem;
1205
1206 static int
1207 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1208 {
1209         int i, insert_idx, physmap_idx;
1210
1211         physmap_idx = *physmap_idxp;
1212
1213         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1214                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1215                     smap->type, smap->base, smap->length);
1216
1217         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1218                 return (1);
1219
1220         if (smap->length == 0)
1221                 return (0);
1222
1223         /*
1224          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1225          * assuming the new entry will be added to the end.
1226          */
1227         insert_idx = physmap_idx + 2;
1228         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1229                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1230                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1231                                 insert_idx = i;
1232                                 break;
1233                         }
1234                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1235                                 printf(
1236                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1237                         return (1);
1238                 }
1239         }
1240
1241         /* See if we can prepend to the next entry. */
1242         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1243             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1244                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1245                 return (1);
1246         }
1247
1248         /* See if we can append to the previous entry. */
1249         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1250                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1251                 return (1);
1252         }
1253
1254         physmap_idx += 2;
1255         *physmap_idxp = physmap_idx;
1256         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1257                 printf(
1258                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1259                 return (0);
1260         }
1261
1262         /*
1263          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1264          * entry if needed.
1265          */
1266         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1267                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1268                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1269         }
1270
1271         /* Insert the new entry. */
1272         physmap[insert_idx] = smap->base;
1273         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1274         return (1);
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1279  * available physical memory in the system, then test this memory and
1280  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1281  *
1282  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1283  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1284  *
1285  * XXX first should be vm_paddr_t.
1286  */
1287 static void
1288 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1289 {
1290         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1291         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1292         u_long physmem_tunable, memtest;
1293         pt_entry_t *pte;
1294         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1295         u_int32_t smapsize;
1296         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1297
1298         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1299         basemem = 0;
1300         physmap_idx = 0;
1301
1302         /*
1303          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1304          *
1305          * subr_module.c says:
1306          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1307          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1308          */
1309         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1310             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1311         if (smapbase == NULL)
1312                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1313
1314         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1315         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1316
1317         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1318                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1319                         break;
1320
1321         /*
1322          * Find the 'base memory' segment for SMP
1323          */
1324         basemem = 0;
1325         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1326                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1327                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1328                         break;
1329                 }
1330         }
1331         if (basemem == 0)
1332                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1333
1334 #ifdef SMP
1335         /* make hole for AP bootstrap code */
1336         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1337 #endif
1338
1339         /*
1340          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1341          * highest page of the physical address space.  It should be
1342          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1343          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1344          */
1345         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1346
1347 #ifdef MAXMEM
1348         Maxmem = MAXMEM / 4;
1349 #endif
1350
1351         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1352                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1353
1354         /*
1355          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1356          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1357          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1358          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1359          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1360          */
1361         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1362         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1363
1364         /*
1365          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1366          * in the system.
1367          */
1368         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1369                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1370
1371         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1372             (boothowto & RB_VERBOSE))
1373                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1374
1375         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1376         pmap_bootstrap(&first);
1377
1378         /*
1379          * Size up each available chunk of physical memory.
1380          */
1381         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1382         pa_indx = 0;
1383         da_indx = 1;
1384         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1385         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1386         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1387         pte = CMAP1;
1388
1389         /*
1390          * Get dcons buffer address
1391          */
1392         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1393             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1394                 dcons_addr = 0;
1395
1396         /*
1397          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1398          * round up the start address and round down the end address.
1399          */
1400         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1401                 vm_paddr_t end;
1402
1403                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1404                 if (physmap[i + 1] < end)
1405                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1406                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1407                         int tmp, page_bad, full;
1408                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1409
1410                         full = FALSE;
1411                         /*
1412                          * block out kernel memory as not available.
1413                          */
1414                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1415                                 goto do_dump_avail;
1416
1417                         /*
1418                          * block out dcons buffer
1419                          */
1420                         if (dcons_addr > 0
1421                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1422                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1423                                 goto do_dump_avail;
1424
1425                         page_bad = FALSE;
1426                         if (memtest == 0)
1427                                 goto skip_memtest;
1428
1429                         /*
1430                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1431                          */
1432                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1433                         invltlb();
1434
1435                         tmp = *(int *)ptr;
1436                         /*
1437                          * Test for alternating 1's and 0's
1438                          */
1439                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1440                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1441                                 page_bad = TRUE;
1442                         /*
1443                          * Test for alternating 0's and 1's
1444                          */
1445                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1446                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1447                                 page_bad = TRUE;
1448                         /*
1449                          * Test for all 1's
1450                          */
1451                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1452                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1453                                 page_bad = TRUE;
1454                         /*
1455                          * Test for all 0's
1456                          */
1457                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1458                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1459                                 page_bad = TRUE;
1460                         /*
1461                          * Restore original value.
1462                          */
1463                         *(int *)ptr = tmp;
1464
1465 skip_memtest:
1466                         /*
1467                          * Adjust array of valid/good pages.
1468                          */
1469                         if (page_bad == TRUE)
1470                                 continue;
1471                         /*
1472                          * If this good page is a continuation of the
1473                          * previous set of good pages, then just increase
1474                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1475                          * Note that "end" points one higher than end,
1476                          * making the range >= start and < end.
1477                          * If we're also doing a speculative memory
1478                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1479                          * so that we keep going. The first bad page
1480                          * will terminate the loop.
1481                          */
1482                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1483                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1484                         } else {
1485                                 pa_indx++;
1486                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1487                                         printf(
1488                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1489                                         pa_indx--;
1490                                         full = TRUE;
1491                                         goto do_dump_avail;
1492                                 }
1493                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1494                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1495                         }
1496                         physmem++;
1497 do_dump_avail:
1498                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1499                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1500                         } else {
1501                                 da_indx++;
1502                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1503                                         da_indx--;
1504                                         goto do_next;
1505                                 }
1506                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1507                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1508                         }
1509 do_next:
1510                         if (full)
1511                                 break;
1512                 }
1513         }
1514         *pte = 0;
1515         invltlb();
1516
1517         /*
1518          * XXX
1519          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1520          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1521          * calculation, etc.).
1522          */
1523         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1524             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1525                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1526                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1527                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1528         }
1529
1530         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1531
1532         /* Trim off space for the message buffer. */
1533         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1534
1535         /* Map the message buffer. */
1536         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1537 }
1538
1539 u_int64_t
1540 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1541 {
1542         caddr_t kmdp;
1543         int gsel_tss, x;
1544         struct pcpu *pc;
1545         struct nmi_pcpu *np;
1546         u_int64_t msr;
1547         char *env;
1548         size_t kstack0_sz;
1549
1550         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1551         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1552         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1553         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1554         physfree += kstack0_sz;
1555         thread0.td_pcb = (struct pcb *)(thread0.td_kstack + kstack0_sz) - 1;
1556
1557         /*
1558          * This may be done better later if it gets more high level
1559          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1560          */
1561         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1562
1563         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1564         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1565         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1566         if (kmdp == NULL)
1567                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1568         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1569         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1570 #ifdef DDB
1571         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1572         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1573 #endif
1574
1575         /* Init basic tunables, hz etc */
1576         init_param1();
1577
1578         /*
1579          * make gdt memory segments
1580          */
1581         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1582                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1583                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1584                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1585         }
1586         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1587         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1588             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1589
1590         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1591         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1592         lgdt(&r_gdt);
1593         pc = &__pcpu[0];
1594
1595         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1596         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1597         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1598
1599         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1600         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1601         physfree += DPCPU_SIZE;
1602         PCPU_SET(prvspace, pc);
1603         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1604         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1605         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1606         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1607         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1608         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1609         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1610         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1611
1612         /*
1613          * Initialize mutexes.
1614          *
1615          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1616          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1617          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1618          *           under witness.
1619          */
1620         mutex_init();
1621         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1622         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1623
1624         /* exceptions */
1625         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1626                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1627         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1628         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1629         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1630         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1631         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1632         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1633         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1634         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1635         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1636         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1637         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1638         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1639         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1640         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1641         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1642         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1643         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1644         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1645         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1646 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1647         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1648 #endif
1649
1650         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1651         r_idt.rd_base = (long) idt;
1652         lidt(&r_idt);
1653
1654         /*
1655          * Initialize the i8254 before the console so that console
1656          * initialization can use DELAY().
1657          */
1658         i8254_init();
1659
1660         /*
1661          * Initialize the console before we print anything out.
1662          */
1663         cninit();
1664
1665 #ifdef DEV_ISA
1666 #ifdef DEV_ATPIC
1667         elcr_probe();
1668         atpic_startup();
1669 #else
1670         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1671         atpic_reset();
1672
1673         /*
1674          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1675          * interrupt handler.
1676          */
1677         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1678         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1679 #endif
1680 #else
1681 #error "have you forgotten the isa device?";
1682 #endif
1683
1684         kdb_init();
1685
1686 #ifdef KDB
1687         if (boothowto & RB_KDB)
1688                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1689                     "Boot flags requested debugger");
1690 #endif
1691
1692         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1693         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1694         initializecpucache();
1695
1696         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1697         common_tss[0].tss_rsp0 = thread0.td_kstack +
1698             kstack0_sz - sizeof(struct pcb);
1699         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1700         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1701         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1702
1703         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1704         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1705
1706         /*
1707          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1708          * above the start of the ist2 stack.
1709          */
1710         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1711         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1712         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1713
1714         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1715         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1716             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1717
1718         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1719         ltr(gsel_tss);
1720
1721         /* Set up the fast syscall stuff */
1722         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1723         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1724         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1725         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1726         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1727               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1728         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1729         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1730
1731         getmemsize(kmdp, physfree);
1732         init_param2(physmem);
1733
1734         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1735
1736         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1737         fpuinit();
1738
1739         /* transfer to user mode */
1740
1741         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1742         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1743         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1744         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1745         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1746
1747         load_ds(_udatasel);
1748         load_es(_udatasel);
1749         load_fs(_ufssel);
1750
1751         /* setup proc 0's pcb */
1752         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1753         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1754         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1755
1756         env = getenv("kernelname");
1757         if (env != NULL)
1758                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1759
1760 #ifdef XENHVM
1761         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1762                 if (bootverbose)
1763                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1764                 outw(0x10, 3);
1765         }
1766 #endif
1767
1768         if (cpu_probe_amdc1e())
1769                 cpu_idle_fn = cpu_idle_amdc1e;
1770
1771         /* Location of kernel stack for locore */
1772         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1773 }
1774
1775 void
1776 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1777 {
1778
1779         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1780 }
1781
1782 void
1783 spinlock_enter(void)
1784 {
1785         struct thread *td;
1786         register_t flags;
1787
1788         td = curthread;
1789         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1790                 flags = intr_disable();
1791                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1792                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1793         } else
1794                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1795         critical_enter();
1796 }
1797
1798 void
1799 spinlock_exit(void)
1800 {
1801         struct thread *td;
1802         register_t flags;
1803
1804         td = curthread;
1805         critical_exit();
1806         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1807         td->td_md.md_spinlock_count--;
1808         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1809                 intr_restore(flags);
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1814  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1815  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1816  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1817  * enough for a backtrace.
1818  */
1819 void
1820 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1821 {
1822
1823         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1824         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1825         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1826         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1827         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1828         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1829         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1830         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1831 }
1832
1833 int
1834 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1835 {
1836         td->td_frame->tf_rip = addr;
1837         return (0);
1838 }
1839
1840 int
1841 ptrace_single_step(struct thread *td)
1842 {
1843         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1844         return (0);
1845 }
1846
1847 int
1848 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1849 {
1850         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1851         return (0);
1852 }
1853
1854 int
1855 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1856 {
1857         struct trapframe *tp;
1858
1859         tp = td->td_frame;
1860         return (fill_frame_regs(tp, regs));
1861 }
1862
1863 int
1864 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
1865 {
1866         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1867         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1868         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1869         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1870         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1871         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1872         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1873         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1874         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1875         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1876         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1877         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1878         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1879         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1880         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1881         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1882         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1883         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1884         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1885         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1886         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
1887                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
1888                 regs->r_es = tp->tf_es;
1889                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
1890                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
1891         } else {
1892                 regs->r_ds = 0;
1893                 regs->r_es = 0;
1894                 regs->r_fs = 0;
1895                 regs->r_gs = 0;
1896         }
1897         return (0);
1898 }
1899
1900 int
1901 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1902 {
1903         struct trapframe *tp;
1904         register_t rflags;
1905
1906         tp = td->td_frame;
1907         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
1908         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
1909                 return (EINVAL);
1910         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
1911         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
1912         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
1913         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
1914         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
1915         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
1916         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
1917         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
1918         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
1919         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
1920         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
1921         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
1922         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
1923         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
1924         tp->tf_rax = regs->r_rax;
1925         tp->tf_rip = regs->r_rip;
1926         tp->tf_cs = regs->r_cs;
1927         tp->tf_rflags = rflags;
1928         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
1929         tp->tf_ss = regs->r_ss;
1930         if (0) {        /* XXXKIB */
1931                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
1932                 tp->tf_es = regs->r_es;
1933                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
1934                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
1935                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
1936                 set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
1937         }
1938         return (0);
1939 }
1940
1941 /* XXX check all this stuff! */
1942 /* externalize from sv_xmm */
1943 static void
1944 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
1945 {
1946         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1947         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1948         int i;
1949
1950         /* pcb -> fpregs */
1951         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
1952
1953         /* FPU control/status */
1954         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1955         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1956         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1957         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1958         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
1959         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
1960         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
1961         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
1962
1963         /* FPU registers */
1964         for (i = 0; i < 8; ++i)
1965                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
1966
1967         /* SSE registers */
1968         for (i = 0; i < 16; ++i)
1969                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
1970 }
1971
1972 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
1973 static void
1974 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
1975 {
1976         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1977         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1978         int i;
1979
1980         /* fpregs -> pcb */
1981         /* FPU control/status */
1982         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
1983         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
1984         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
1985         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
1986         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
1987         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
1988         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
1989         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
1990
1991         /* FPU registers */
1992         for (i = 0; i < 8; ++i)
1993                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
1994
1995         /* SSE registers */
1996         for (i = 0; i < 16; ++i)
1997                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
1998 }
1999
2000 /* externalize from td->pcb */
2001 int
2002 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2003 {
2004
2005         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2006             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2007             ("not suspended thread %p", td));
2008         fpugetregs(td);
2009         fill_fpregs_xmm(&td->td_pcb->pcb_user_save, fpregs);
2010         return (0);
2011 }
2012
2013 /* internalize to td->pcb */
2014 int
2015 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2016 {
2017
2018         set_fpregs_xmm(fpregs, &td->td_pcb->pcb_user_save);
2019         fpuuserinited(td);
2020         return (0);
2021 }
2022
2023 /*
2024  * Get machine context.
2025  */
2026 int
2027 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2028 {
2029         struct pcb *pcb;
2030         struct trapframe *tp;
2031
2032         pcb = td->td_pcb;
2033         tp = td->td_frame;
2034         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2035         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2036         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2037         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2038         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2039         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2040         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2041         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2042         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2043         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2044         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2045         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2046         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2047         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2048         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2049         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2050         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2051         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2052                 mcp->mc_rax = 0;
2053                 mcp->mc_rdx = 0;
2054                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2055         } else {
2056                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2057                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2058         }
2059         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2060         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2061         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2062         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2063         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2064         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2065         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2066         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2067         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2068         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2069         get_fpcontext(td, mcp);
2070         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2071         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2072         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2073         return (0);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Set machine context.
2078  *
2079  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2080  * touch the cs selector.
2081  */
2082 int
2083 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2084 {
2085         struct pcb *pcb;
2086         struct trapframe *tp;
2087         long rflags;
2088         int ret;
2089
2090         pcb = td->td_pcb;
2091         tp = td->td_frame;
2092         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2093             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2094                 return (EINVAL);
2095         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2096             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2097         ret = set_fpcontext(td, mcp);
2098         if (ret != 0)
2099                 return (ret);
2100         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2101         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2102         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2103         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2104         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2105         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2106         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2107         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2108         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2109         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2110         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2111         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2112         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2113         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2114         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2115         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2116         tp->tf_rflags = rflags;
2117         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2118         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2119         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2120         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2121                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2122                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2123                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2124                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2125         }
2126         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2127                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2128                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2129         }
2130         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2131         return (0);
2132 }
2133
2134 static void
2135 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2136 {
2137
2138         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2139         bcopy(&td->td_pcb->pcb_user_save, &mcp->mc_fpstate,
2140             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2141         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2142 }
2143
2144 static int
2145 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2146 {
2147         struct savefpu *fpstate;
2148
2149         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2150                 return (0);
2151         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2152                 return (EINVAL);
2153         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE)
2154                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2155                 fpstate_drop(td);
2156         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2157             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2158                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2159                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2160                 fpusetregs(td, fpstate);
2161         } else
2162                 return (EINVAL);
2163         return (0);
2164 }
2165
2166 void
2167 fpstate_drop(struct thread *td)
2168 {
2169
2170         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2171         critical_enter();
2172         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2173                 fpudrop();
2174         /*
2175          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2176          * owned it.
2177          *
2178          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2179          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2180          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2181          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2182          * have too many layers.
2183          */
2184         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2185             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2186         critical_exit();
2187 }
2188
2189 int
2190 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2191 {
2192         struct pcb *pcb;
2193
2194         if (td == NULL) {
2195                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2196                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2197                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2198                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2199                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2200                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2201         } else {
2202                 pcb = td->td_pcb;
2203                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2204                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2205                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2206                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2207                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2208                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2209         }
2210         dbregs->dr[4] = 0;
2211         dbregs->dr[5] = 0;
2212         dbregs->dr[8] = 0;
2213         dbregs->dr[9] = 0;
2214         dbregs->dr[10] = 0;
2215         dbregs->dr[11] = 0;
2216         dbregs->dr[12] = 0;
2217         dbregs->dr[13] = 0;
2218         dbregs->dr[14] = 0;
2219         dbregs->dr[15] = 0;
2220         return (0);
2221 }
2222
2223 int
2224 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2225 {
2226         struct pcb *pcb;
2227         int i;
2228
2229         if (td == NULL) {
2230                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2231                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2232                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2233                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2234                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2235                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2236         } else {
2237                 /*
2238                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2239                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2240                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2241                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2242                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2243                  */
2244                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2245                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2246                                 return (EINVAL);
2247                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2248                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2249                                 return (EINVAL);
2250                 }
2251                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2252                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2253                         return (EINVAL);
2254
2255                 pcb = td->td_pcb;
2256
2257                 /*
2258                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2259                  * process's address space.  If a process could do this, it
2260                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2261                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2262                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2263                  * process's address space.
2264                  *
2265                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2266                  * address space is written into from within the kernel
2267                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2268                  * from within kernel mode?
2269                  */
2270
2271                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2272                         /* dr0 is enabled */
2273                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2274                                 return (EINVAL);
2275                 }
2276                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2277                         /* dr1 is enabled */
2278                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2279                                 return (EINVAL);
2280                 }
2281                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2282                         /* dr2 is enabled */
2283                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2284                                 return (EINVAL);
2285                 }
2286                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2287                         /* dr3 is enabled */
2288                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2289                                 return (EINVAL);
2290                 }
2291
2292                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2293                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2294                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2295                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2296                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2297                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2298
2299                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2300         }
2301
2302         return (0);
2303 }
2304
2305 void
2306 reset_dbregs(void)
2307 {
2308
2309         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2310         load_dr0(0);
2311         load_dr1(0);
2312         load_dr2(0);
2313         load_dr3(0);
2314         load_dr6(0);
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2319  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2320  */
2321 int
2322 user_dbreg_trap(void)
2323 {
2324         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2325         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2326         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2327         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2328         int i;
2329         
2330         dr7 = rdr7();
2331         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2332                 /*
2333                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2334                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2335                  * hardware debug registers
2336                  */
2337                 return 0;
2338         }
2339
2340         nbp = 0;
2341         dr6 = rdr6();
2342         bp = dr6 & 0x0000000f;
2343
2344         if (!bp) {
2345                 /*
2346                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2347                  * trap was not caused by any of the debug registers
2348                  */
2349                 return 0;
2350         }
2351
2352         /*
2353          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2354          * which ones and if any of them are user space addresses
2355          */
2356
2357         if (bp & 0x01) {
2358                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2359         }
2360         if (bp & 0x02) {
2361                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2362         }
2363         if (bp & 0x04) {
2364                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2365         }
2366         if (bp & 0x08) {
2367                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2368         }
2369
2370         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2371                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2372                         /*
2373                          * addr[i] is in user space
2374                          */
2375                         return nbp;
2376                 }
2377         }
2378
2379         /*
2380          * None of the breakpoints are in user space.
2381          */
2382         return 0;
2383 }
2384
2385 #ifdef KDB
2386
2387 /*
2388  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2389  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2390  */
2391
2392 /* silence compiler warnings */
2393 u_char inb_(u_short);
2394 void outb_(u_short, u_char);
2395
2396 u_char
2397 inb_(u_short port)
2398 {
2399         return inb(port);
2400 }
2401
2402 void
2403 outb_(u_short port, u_char data)
2404 {
2405         outb(port, data);
2406 }
2407
2408 #endif /* KDB */