sys/amd64/amd64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * William Jolitz.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include "opt_atalk.h"
  45 #include "opt_atpic.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_isa.h"
  52 #include "opt_kstack_pages.h"
  53 #include "opt_maxmem.h"
  54 #include "opt_mp_watchdog.h"
  55 #include "opt_perfmon.h"
  56 #include "opt_platform.h"
  57 #include "opt_sched.h"
  58 #include "opt_kdtrace.h"
  59
  60 #include <sys/param.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/systm.h>
  63 #include <sys/bio.h>
  64 #include <sys/buf.h>
  65 #include <sys/bus.h>
  66 #include <sys/callout.h>
  67 #include <sys/cons.h>
  68 #include <sys/cpu.h>
  69 #include <sys/efi.h>
  70 #include <sys/eventhandler.h>
  71 #include <sys/exec.h>
  72 #include <sys/imgact.h>
  73 #include <sys/kdb.h>
  74 #include <sys/kernel.h>
  75 #include <sys/ktr.h>
  76 #include <sys/linker.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <sys/malloc.h>
  79 #include <sys/memrange.h>
  80 #include <sys/msgbuf.h>
  81 #include <sys/mutex.h>
  82 #include <sys/pcpu.h>
  83 #include <sys/ptrace.h>
  84 #include <sys/reboot.h>
  85 #include <sys/rwlock.h>
  86 #include <sys/sched.h>
  87 #include <sys/signalvar.h>
  88 #ifdef SMP
  89 #include <sys/smp.h>
  90 #endif
  91 #include <sys/syscallsubr.h>
  92 #include <sys/sysctl.h>
  93 #include <sys/sysent.h>
  94 #include <sys/sysproto.h>
  95 #include <sys/ucontext.h>
  96 #include <sys/vmmeter.h>
  97
  98 #include <vm/vm.h>
  99 #include <vm/vm_extern.h>
 100 #include <vm/vm_kern.h>
 101 #include <vm/vm_page.h>
 102 #include <vm/vm_map.h>
 103 #include <vm/vm_object.h>
 104 #include <vm/vm_pager.h>
 105 #include <vm/vm_param.h>
 106
 107 #ifdef DDB
 108 #ifndef KDB
 109 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 110 #endif
 111 #include <ddb/ddb.h>
 112 #include <ddb/db_sym.h>
 113 #endif
 114
 115 #include <net/netisr.h>
 116
 117 #include <machine/clock.h>
 118 #include <machine/cpu.h>
 119 #include <machine/cputypes.h>
 120 #include <machine/intr_machdep.h>
 121 #include <x86/mca.h>
 122 #include <machine/md_var.h>
 123 #include <machine/metadata.h>
 124 #include <machine/mp_watchdog.h>
 125 #include <machine/pc/bios.h>
 126 #include <machine/pcb.h>
 127 #include <machine/proc.h>
 128 #include <machine/reg.h>
 129 #include <machine/sigframe.h>
 130 #include <machine/specialreg.h>
 131 #ifdef PERFMON
 132 #include <machine/perfmon.h>
 133 #endif
 134 #include <machine/tss.h>
 135 #ifdef SMP
 136 #include <machine/smp.h>
 137 #endif
 138 #ifdef FDT
 139 #include <x86/fdt.h>
 140 #endif
 141
 142 #ifdef DEV_ATPIC
 143 #include <x86/isa/icu.h>
 144 #else
 145 #include <machine/apicvar.h>
 146 #endif
 147
 148 #include <isa/isareg.h>
 149 #include <isa/rtc.h>
 150
 151 /* Sanity check for __curthread() */
 152 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 153
 154 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 155
 156 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 157 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 158
 159 static void cpu_startup(void *);
 160 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 161     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 162 static int  set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 163     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 164 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 165
 166 /*
 167  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 168  * the physical address at which the kernel is loaded.
 169  */
 170 extern char kernphys[];
 171 #ifdef DDB
 172 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 173 #endif
 174
 175 struct msgbuf *msgbufp;
 176
 177 /* Intel ICH registers */
 178 #define ICH_PMBASE      0x400
 179 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 180
 181 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 182
 183 int cold = 1;
 184
 185 long Maxmem = 0;
 186 long realmem = 0;
 187
 188 /*
 189  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 190  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 191  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 192  * PHYSSEG entries.
 193  */
 194 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 195
 196 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 197 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 198
 199 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 200 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 201 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 202
 203 struct kva_md_info kmi;
 204
 205 static struct trapframe proc0_tf;
 206 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 207
 208 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 209
 210 struct mtx icu_lock;
 211
 212 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 213
 214 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 215
 216 void (*vmm_resume_p)(void);
 217
 218 static void
 219 cpu_startup(dummy)
 220         void *dummy;
 221 {
 222         uintmax_t memsize;
 223         char *sysenv;
 224
 225         /*
 226          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 227          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 228          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 229          * start the APs.
 230          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 231          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 232          */
 233         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 234         if (sysenv != NULL) {
 235                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 236                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 237                     strncmp(sysenv, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 238                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 239                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 240                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 241                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 242                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 243                         if (bootverbose)
 244                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 245                                     "Intel ICH.\n");
 246                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 247                 }
 248                 freeenv(sysenv);
 249         }
 250
 251         /*
 252          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 253          */
 254         startrtclock();
 255         printcpuinfo();
 256         panicifcpuunsupported();
 257 #ifdef PERFMON
 258         perfmon_init();
 259 #endif
 260
 261         /*
 262          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 263          */
 264         memsize = 0;
 265         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 266         if (sysenv != NULL) {
 267                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 268                 freeenv(sysenv);
 269         }
 270         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 271                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 272         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 273         realmem = atop(memsize);
 274
 275         /*
 276          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 277          */
 278         if (bootverbose) {
 279                 int indx;
 280
 281                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 282                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 283                         vm_paddr_t size;
 284
 285                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 286                         printf(
 287                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 288                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 289                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 290                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 291                 }
 292         }
 293
 294         vm_ksubmap_init(&kmi);
 295
 296         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 297             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 298             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 299
 300         /*
 301          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 302          */
 303         bufinit();
 304         vm_pager_bufferinit();
 305
 306         cpu_setregs();
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Send an interrupt to process.
 311  *
 312  * Stack is set up to allow sigcode stored
 313  * at top to call routine, followed by call
 314  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 315  * resets the signal mask, the stack, and the
 316  * frame pointer, it returns to the user
 317  * specified pc, psl.
 318  */
 319 void
 320 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 321 {
 322         struct sigframe sf, *sfp;
 323         struct pcb *pcb;
 324         struct proc *p;
 325         struct thread *td;
 326         struct sigacts *psp;
 327         char *sp;
 328         struct trapframe *regs;
 329         char *xfpusave;
 330         size_t xfpusave_len;
 331         int sig;
 332         int oonstack;
 333
 334         td = curthread;
 335         pcb = td->td_pcb;
 336         p = td->td_proc;
 337         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 338         sig = ksi->ksi_signo;
 339         psp = p->p_sigacts;
 340         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 341         regs = td->td_frame;
 342         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 343
 344         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 345                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 346                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 347         } else {
 348                 xfpusave_len = 0;
 349                 xfpusave = NULL;
 350         }
 351
 352         /* Save user context. */
 353         bzero(&sf, sizeof(sf));
 354         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 355         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 356         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 357             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 358         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 359         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 360         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 361         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 362         fpstate_drop(td);
 363         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 364         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 365         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 366             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 367         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 368
 369         /* Allocate space for the signal handler context. */
 370         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 371             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 372                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 373 #if defined(COMPAT_43)
 374                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 375 #endif
 376         } else
 377                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 378         if (xfpusave != NULL) {
 379                 sp -= xfpusave_len;
 380                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 381                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 382         }
 383         sp -= sizeof(struct sigframe);
 384         /* Align to 16 bytes. */
 385         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 386
 387         /* Translate the signal if appropriate. */
 388         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 389                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 390
 391         /* Build the argument list for the signal handler. */
 392         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 393         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 394         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 395         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 396                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 397                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 398                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 399
 400                 /* Fill in POSIX parts */
 401                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 402                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 403                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 404         } else {
 405                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 406                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 407                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 408                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 409         }
 410         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 411         PROC_UNLOCK(p);
 412
 413         /*
 414          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 415          */
 416         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 417             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 418             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 419             != 0)) {
 420 #ifdef DEBUG
 421                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 422 #endif
 423                 PROC_LOCK(p);
 424                 sigexit(td, SIGILL);
 425         }
 426
 427         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 428         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 429         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 430         regs->tf_cs = _ucodesel;
 431         regs->tf_ds = _udatasel;
 432         regs->tf_es = _udatasel;
 433         regs->tf_fs = _ufssel;
 434         regs->tf_gs = _ugssel;
 435         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 436         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 437         PROC_LOCK(p);
 438         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 439 }
 440
 441 /*
 442  * System call to cleanup state after a signal
 443  * has been taken.  Reset signal mask and
 444  * stack state from context left by sendsig (above).
 445  * Return to previous pc and psl as specified by
 446  * context left by sendsig. Check carefully to
 447  * make sure that the user has not modified the
 448  * state to gain improper privileges.
 449  *
 450  * MPSAFE
 451  */
 452 int
 453 sys_sigreturn(td, uap)
 454         struct thread *td;
 455         struct sigreturn_args /* {
 456                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 457         } */ *uap;
 458 {
 459         ucontext_t uc;
 460         struct pcb *pcb;
 461         struct proc *p;
 462         struct trapframe *regs;
 463         ucontext_t *ucp;
 464         char *xfpustate;
 465         size_t xfpustate_len;
 466         long rflags;
 467         int cs, error, ret;
 468         ksiginfo_t ksi;
 469
 470         pcb = td->td_pcb;
 471         p = td->td_proc;
 472
 473         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 474         if (error != 0) {
 475                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 476                     p->p_pid, td->td_name);
 477                 return (error);
 478         }
 479         ucp = &uc;
 480         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 481                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 482                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 483                 return (EINVAL);
 484         }
 485         regs = td->td_frame;
 486         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 487         /*
 488          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 489          */
 490         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 491                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 492                     td->td_name, rflags);
 493                 return (EINVAL);
 494         }
 495
 496         /*
 497          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 498          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 499          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 500          */
 501         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 502         if (!CS_SECURE(cs)) {
 503                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 504                     td->td_name, cs);
 505                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 506                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 507                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 508                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 509                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 510                 trapsignal(td, &ksi);
 511                 return (EINVAL);
 512         }
 513
 514         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 515                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 516                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 517                     sizeof(struct savefpu)) {
 518                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 519                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 520                         return (EINVAL);
 521                 }
 522                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 523                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 524                     xfpustate, xfpustate_len);
 525                 if (error != 0) {
 526                         uprintf(
 527         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 528                             p->p_pid, td->td_name);
 529                         return (error);
 530                 }
 531         } else {
 532                 xfpustate = NULL;
 533                 xfpustate_len = 0;
 534         }
 535         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 536         if (ret != 0) {
 537                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 538                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 539                 return (ret);
 540         }
 541         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 542         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 543         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 544
 545 #if defined(COMPAT_43)
 546         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 547                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 548         else
 549                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 550 #endif
 551
 552         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 553         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 554         return (EJUSTRETURN);
 555 }
 556
 557 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 558 int
 559 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 560 {
 561
 562         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 563 }
 564 #endif
 565
 566
 567 /*
 568  * Machine dependent boot() routine
 569  *
 570  * I haven't seen anything to put here yet
 571  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 572  */
 573 void
 574 cpu_boot(int howto)
 575 {
 576 }
 577
 578 /*
 579  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 580  * be made coherent later.
 581  */
 582 void
 583 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 584 {
 585         /* Not applicable */
 586 }
 587
 588 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 589 int
 590 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 591 {
 592         uint64_t tsc1, tsc2;
 593         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 594         register_t reg;
 595
 596         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 597                 return (EINVAL);
 598
 599         /*
 600          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 601          * DELAY(9) based logic fails.
 602          */
 603         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 604                 return (EOPNOTSUPP);
 605
 606 #ifdef SMP
 607         if (smp_cpus > 1) {
 608                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 609                 thread_lock(curthread);
 610                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 611                 thread_unlock(curthread);
 612         }
 613 #endif
 614
 615         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 616         reg = intr_disable();
 617         if (tsc_is_invariant) {
 618                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 619                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 620                 tsc1 = rdtsc();
 621                 DELAY(1000);
 622                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 623                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 624                 tsc2 = rdtsc();
 625                 intr_restore(reg);
 626                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 627                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 628         } else {
 629                 tsc1 = rdtsc();
 630                 DELAY(1000);
 631                 tsc2 = rdtsc();
 632                 intr_restore(reg);
 633                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 634         }
 635
 636 #ifdef SMP
 637         if (smp_cpus > 1) {
 638                 thread_lock(curthread);
 639                 sched_unbind(curthread);
 640                 thread_unlock(curthread);
 641         }
 642 #endif
 643
 644         return (0);
 645 }
 646
 647 /*
 648  * Shutdown the CPU as much as possible
 649  */
 650 void
 651 cpu_halt(void)
 652 {
 653         for (;;)
 654                 halt();
 655 }
 656
 657 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 658 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 659 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 660 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 661 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 662     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 663
 664 #define STATE_RUNNING   0x0
 665 #define STATE_MWAIT     0x1
 666 #define STATE_SLEEPING  0x2
 667
 668 static void
 669 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 670 {
 671         int *state;
 672
 673         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 674         *state = STATE_SLEEPING;
 675
 676         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 677         disable_intr();
 678         if (sched_runnable())
 679                 enable_intr();
 680         else if (cpu_idle_hook)
 681                 cpu_idle_hook(sbt);
 682         else
 683                 __asm __volatile("sti; hlt");
 684         *state = STATE_RUNNING;
 685 }
 686
 687 static void
 688 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 689 {
 690         int *state;
 691
 692         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 693         *state = STATE_SLEEPING;
 694
 695         /*
 696          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 697          * an interrupt fires during that critical section we may have
 698          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 699          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 700          * To handle this race, check for a runnable thread after
 701          * disabling interrupts and immediately return if one is
 702          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 703          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 704          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 705          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 706          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 707          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 708          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 709          * interrupt.
 710          */
 711         disable_intr();
 712         if (sched_runnable())
 713                 enable_intr();
 714         else
 715                 __asm __volatile("sti; hlt");
 716         *state = STATE_RUNNING;
 717 }
 718
 719 /*
 720  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 721  */
 722 #define MWAIT_C0        0xf0
 723 #define MWAIT_C1        0x00
 724 #define MWAIT_C2        0x10
 725 #define MWAIT_C3        0x20
 726 #define MWAIT_C4        0x30
 727
 728 static void
 729 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 730 {
 731         int *state;
 732
 733         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 734         *state = STATE_MWAIT;
 735
 736         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 737         disable_intr();
 738         if (sched_runnable()) {
 739                 enable_intr();
 740                 *state = STATE_RUNNING;
 741                 return;
 742         }
 743         cpu_monitor(state, 0, 0);
 744         if (*state == STATE_MWAIT)
 745                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 746         else
 747                 enable_intr();
 748         *state = STATE_RUNNING;
 749 }
 750
 751 static void
 752 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 753 {
 754         int *state;
 755         int i;
 756
 757         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 758         *state = STATE_RUNNING;
 759
 760         /*
 761          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 762          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 763          * (and it is much better than missing the check at all).
 764          */
 765         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 766                 if (sched_runnable())
 767                         return;
 768                 cpu_spinwait();
 769         }
 770 }
 771
 772 /*
 773  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 774  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 775  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 776  *
 777  * Reference:
 778  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 779  *   #32559 revision 3.00+
 780  */
 781 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 782 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 783 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 784 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 785
 786 static void
 787 cpu_probe_amdc1e(void)
 788 {
 789
 790         /*
 791          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 792          * dual-cores (or future) k8 family.
 793          */
 794         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 795             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 796             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 797                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 798         }
 799 }
 800
 801 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 802
 803 void
 804 cpu_idle(int busy)
 805 {
 806         uint64_t msr;
 807         sbintime_t sbt = -1;
 808
 809         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 810             busy, curcpu);
 811 #ifdef MP_WATCHDOG
 812         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 813 #endif
 814         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 815         if (busy) {
 816                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 817                         cpu_idle_mwait(busy);
 818                         goto out;
 819                 }
 820         }
 821
 822         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 823         if (!busy) {
 824                 critical_enter();
 825                 sbt = cpu_idleclock();
 826         }
 827
 828         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 829         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 830                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 831                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 832                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 833         }
 834
 835         /* Call main idle method. */
 836         cpu_idle_fn(sbt);
 837
 838         /* Switch timers mack into active mode. */
 839         if (!busy) {
 840                 cpu_activeclock();
 841                 critical_exit();
 842         }
 843 out:
 844         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 845             busy, curcpu);
 846 }
 847
 848 int
 849 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 850 {
 851         struct pcpu *pcpu;
 852         int *state;
 853
 854         pcpu = pcpu_find(cpu);
 855         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 856         /*
 857          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 858          * simply result in unnecessary IPIs.
 859          */
 860         if (*state == STATE_SLEEPING)
 861                 return (0);
 862         if (*state == STATE_MWAIT)
 863                 *state = STATE_RUNNING;
 864         return (1);
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Ordered by speed/power consumption.
 869  */
 870 struct {
 871         void    *id_fn;
 872         char    *id_name;
 873 } idle_tbl[] = {
 874         { cpu_idle_spin, "spin" },
 875         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 876         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 877         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 878         { NULL, NULL }
 879 };
 880
 881 static int
 882 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 883 {
 884         char *avail, *p;
 885         int error;
 886         int i;
 887
 888         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 889         p = avail;
 890         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 891                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 892                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 893                         continue;
 894                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 895                     cpu_idle_hook == NULL)
 896                         continue;
 897                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 898                     idle_tbl[i].id_name);
 899         }
 900         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 901         free(avail, M_TEMP);
 902         return (error);
 903 }
 904
 905 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 906     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 907
 908 static int
 909 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 910 {
 911         char buf[16];
 912         int error;
 913         char *p;
 914         int i;
 915
 916         p = "unknown";
 917         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 918                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 919                         p = idle_tbl[i].id_name;
 920                         break;
 921                 }
 922         }
 923         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 924         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 925         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 926                 return (error);
 927         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 928                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 929                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 930                         continue;
 931                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 932                     cpu_idle_hook == NULL)
 933                         continue;
 934                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 935                         continue;
 936                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 937                 return (0);
 938         }
 939         return (EINVAL);
 940 }
 941
 942 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 943     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 944
 945 /*
 946  * Reset registers to default values on exec.
 947  */
 948 void
 949 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 950 {
 951         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 952         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 953
 954         mtx_lock(&dt_lock);
 955         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 956                 user_ldt_free(td);
 957         else
 958                 mtx_unlock(&dt_lock);
 959
 960         pcb->pcb_fsbase = 0;
 961         pcb->pcb_gsbase = 0;
 962         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 963         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 964         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 965
 966         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 967         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 968         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 969         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 970         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 971         regs->tf_ss = _udatasel;
 972         regs->tf_cs = _ucodesel;
 973         regs->tf_ds = _udatasel;
 974         regs->tf_es = _udatasel;
 975         regs->tf_fs = _ufssel;
 976         regs->tf_gs = _ugssel;
 977         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 978         td->td_retval[1] = 0;
 979
 980         /*
 981          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 982          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 983          */
 984         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 985                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 986                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 987                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 988                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 989                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 990                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 991                 if (pcb == curpcb) {
 992                         /*
 993                          * Clear the debug registers on the running
 994                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 995                          * the next process we switch to.
 996                          */
 997                         reset_dbregs();
 998                 }
 999                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1000         }
1001
1002         /*
1003          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1004          * clean FP state if it uses the FPU again.
1005          */
1006         fpstate_drop(td);
1007 }
1008
1009 void
1010 cpu_setregs(void)
1011 {
1012         register_t cr0;
1013
1014         cr0 = rcr0();
1015         /*
1016          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1017          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1018          */
1019         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1020         load_cr0(cr0);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1025  */
1026
1027 /*
1028  * Initialize segments & interrupt table
1029  */
1030
1031 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1032 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1033 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1034
1035 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1036
1037 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1038 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1039
1040 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1041
1042 /*
1043  * Software prototypes -- in more palatable form.
1044  *
1045  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1046  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1047  */
1048 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1049 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1050 {       .ssd_base = 0x0,
1051         .ssd_limit = 0x0,
1052         .ssd_type = 0,
1053         .ssd_dpl = 0,
1054         .ssd_p = 0,
1055         .ssd_long = 0,
1056         .ssd_def32 = 0,
1057         .ssd_gran = 0           },
1058 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1059 {       .ssd_base = 0x0,
1060         .ssd_limit = 0x0,
1061         .ssd_type = 0,
1062         .ssd_dpl = 0,
1063         .ssd_p = 0,
1064         .ssd_long = 0,
1065         .ssd_def32 = 0,
1066         .ssd_gran = 0           },
1067 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1068 {       .ssd_base = 0x0,
1069         .ssd_limit = 0xfffff,
1070         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1071         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1072         .ssd_p = 1,
1073         .ssd_long = 0,
1074         .ssd_def32 = 1,
1075         .ssd_gran = 1           },
1076 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1077 {       .ssd_base = 0x0,
1078         .ssd_limit = 0xfffff,
1079         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1080         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1081         .ssd_p = 1,
1082         .ssd_long = 0,
1083         .ssd_def32 = 1,
1084         .ssd_gran = 1           },
1085 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1086 {       .ssd_base = 0x0,
1087         .ssd_limit = 0xfffff,
1088         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1089         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1090         .ssd_p = 1,
1091         .ssd_long = 1,
1092         .ssd_def32 = 0,
1093         .ssd_gran = 1           },
1094 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1095 {       .ssd_base = 0x0,
1096         .ssd_limit = 0xfffff,
1097         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1098         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1099         .ssd_p = 1,
1100         .ssd_long = 1,
1101         .ssd_def32 = 0,
1102         .ssd_gran = 1           },
1103 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1104 {       .ssd_base = 0x0,
1105         .ssd_limit = 0xfffff,
1106         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1107         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1108         .ssd_p = 1,
1109         .ssd_long = 0,
1110         .ssd_def32 = 1,
1111         .ssd_gran = 1           },
1112 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1113 {       .ssd_base = 0x0,
1114         .ssd_limit = 0xfffff,
1115         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1116         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1117         .ssd_p = 1,
1118         .ssd_long = 0,
1119         .ssd_def32 = 1,
1120         .ssd_gran = 1           },
1121 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1122 {       .ssd_base = 0x0,
1123         .ssd_limit = 0xfffff,
1124         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1125         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1126         .ssd_p = 1,
1127         .ssd_long = 1,
1128         .ssd_def32 = 0,
1129         .ssd_gran = 1           },
1130 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1131 {       .ssd_base = 0x0,
1132         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1133         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1134         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1135         .ssd_p = 1,
1136         .ssd_long = 0,
1137         .ssd_def32 = 0,
1138         .ssd_gran = 0           },
1139 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1140 {       .ssd_base = 0x0,
1141         .ssd_limit = 0x0,
1142         .ssd_type = 0,
1143         .ssd_dpl = 0,
1144         .ssd_p = 0,
1145         .ssd_long = 0,
1146         .ssd_def32 = 0,
1147         .ssd_gran = 0           },
1148 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1149 {       .ssd_base = 0x0,
1150         .ssd_limit = 0x0,
1151         .ssd_type = 0,
1152         .ssd_dpl = 0,
1153         .ssd_p = 0,
1154         .ssd_long = 0,
1155         .ssd_def32 = 0,
1156         .ssd_gran = 0           },
1157 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1158 {       .ssd_base = 0x0,
1159         .ssd_limit = 0x0,
1160         .ssd_type = 0,
1161         .ssd_dpl = 0,
1162         .ssd_p = 0,
1163         .ssd_long = 0,
1164         .ssd_def32 = 0,
1165         .ssd_gran = 0           },
1166 };
1167
1168 void
1169 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1170         int idx;
1171         inthand_t *func;
1172         int typ;
1173         int dpl;
1174         int ist;
1175 {
1176         struct gate_descriptor *ip;
1177
1178         ip = idt + idx;
1179         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1180         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1181         ip->gd_ist = ist;
1182         ip->gd_xx = 0;
1183         ip->gd_type = typ;
1184         ip->gd_dpl = dpl;
1185         ip->gd_p = 1;
1186         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1187 }
1188
1189 extern inthand_t
1190         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1191         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1192         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1193         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1194         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1195 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1196         IDTVEC(dtrace_ret),
1197 #endif
1198 #ifdef XENHVM
1199         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1200 #endif
1201         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1202
1203 #ifdef DDB
1204 /*
1205  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1206  * the default 'rsvd' entry point.
1207  */
1208 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1209 {
1210         struct gate_descriptor *ip;
1211         int idx;
1212         uintptr_t func;
1213
1214         ip = idt;
1215         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1216                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1217                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1218                         db_printf("%3d\t", idx);
1219                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1220                         db_printf("\n");
1221                 }
1222                 ip++;
1223         }
1224 }
1225
1226 /* Show privileged registers. */
1227 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1228 {
1229         struct {
1230                 uint16_t limit;
1231                 uint64_t base;
1232         } __packed idtr, gdtr;
1233         uint16_t ldt, tr;
1234
1235         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1236         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1237             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1238         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1239         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1240             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1241         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1242         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1243         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1244         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1245         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1246         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1247         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1248         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1249         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1250         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1251         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1252         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1253         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1254 }
1255 #endif
1256
1257 void
1258 sdtossd(sd, ssd)
1259         struct user_segment_descriptor *sd;
1260         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1261 {
1262
1263         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1264         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1265         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1266         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1267         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1268         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1269         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1270         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1271 }
1272
1273 void
1274 ssdtosd(ssd, sd)
1275         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1276         struct user_segment_descriptor *sd;
1277 {
1278
1279         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1280         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1281         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1282         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1283         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1284         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1285         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1286         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1287         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1288         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1289 }
1290
1291 void
1292 ssdtosyssd(ssd, sd)
1293         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1294         struct system_segment_descriptor *sd;
1295 {
1296
1297         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1298         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1299         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1300         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1301         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1302         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1303         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1304         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1305 }
1306
1307 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1308 #include <isa/isavar.h>
1309 #include <isa/isareg.h>
1310 /*
1311  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1312  * and is only suitable for use at probe time.
1313  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1314  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1315  * implementation in the apic driver code, if at all.
1316  */
1317 intrmask_t
1318 isa_irq_pending(void)
1319 {
1320         u_char irr1;
1321         u_char irr2;
1322
1323         irr1 = inb(IO_ICU1);
1324         irr2 = inb(IO_ICU2);
1325         return ((irr2 << 8) | irr1);
1326 }
1327 #endif
1328
1329 u_int basemem;
1330
1331 static int
1332 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1333     int *physmap_idxp)
1334 {
1335         int i, insert_idx, physmap_idx;
1336
1337         physmap_idx = *physmap_idxp;
1338
1339         if (length == 0)
1340                 return (1);
1341
1342         /*
1343          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1344          * assuming the new entry will be added to the end.
1345          */
1346         insert_idx = physmap_idx + 2;
1347         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1348                 if (base < physmap[i + 1]) {
1349                         if (base + length <= physmap[i]) {
1350                                 insert_idx = i;
1351                                 break;
1352                         }
1353                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1354                                 printf(
1355                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1356                         return (1);
1357                 }
1358         }
1359
1360         /* See if we can prepend to the next entry. */
1361         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1362                 physmap[insert_idx] = base;
1363                 return (1);
1364         }
1365
1366         /* See if we can append to the previous entry. */
1367         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1368                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1369                 return (1);
1370         }
1371
1372         physmap_idx += 2;
1373         *physmap_idxp = physmap_idx;
1374         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1375                 printf(
1376                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1377                 return (0);
1378         }
1379
1380         /*
1381          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1382          * entry if needed.
1383          */
1384         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1385                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1386                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1387         }
1388
1389         /* Insert the new entry. */
1390         physmap[insert_idx] = base;
1391         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1392         return (1);
1393 }
1394
1395 static void
1396 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1397     int *physmap_idx)
1398 {
1399         struct bios_smap *smap, *smapend;
1400         u_int32_t smapsize;
1401
1402         /*
1403          * Memory map from INT 15:E820.
1404          *
1405          * subr_module.c says:
1406          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1407          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1408          */
1409         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1410         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1411
1412         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1413                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1414                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1415                             smap->type, smap->base, smap->length);
1416
1417                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1418                         continue;
1419
1420                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1421                     physmap_idx))
1422                         break;
1423         }
1424 }
1425
1426 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1427         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1428
1429 static void
1430 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1431     int *physmap_idx)
1432 {
1433         struct efi_md *map, *p;
1434         const char *type;
1435         size_t efisz;
1436         int ndesc, i;
1437
1438         static const char *types[] = {
1439                 "Reserved",
1440                 "LoaderCode",
1441                 "LoaderData",
1442                 "BootServicesCode",
1443                 "BootServicesData",
1444                 "RuntimeServicesCode",
1445                 "RuntimeServicesData",
1446                 "ConventionalMemory",
1447                 "UnusableMemory",
1448                 "ACPIReclaimMemory",
1449                 "ACPIMemoryNVS",
1450                 "MemoryMappedIO",
1451                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1452                 "PalCode"
1453         };
1454
1455         /*
1456          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1457          * Boot Services API.
1458          */
1459         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1460         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1461
1462         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1463                 return;
1464         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1465
1466         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1467                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1468                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1469
1470         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1471             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1472                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1473                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1474                                 type = types[p->md_type];
1475                         else
1476                                 type = "<INVALID>";
1477                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1478                             p->md_virt, p->md_pages);
1479                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1480                                 printf("UC ");
1481                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1482                                 printf("WC ");
1483                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1484                                 printf("WT ");
1485                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1486                                 printf("WB ");
1487                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1488                                 printf("UCE ");
1489                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1490                                 printf("WP ");
1491                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1492                                 printf("RP ");
1493                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1494                                 printf("XP ");
1495                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1496                                 printf("RUNTIME");
1497                         printf("\n");
1498                 }
1499
1500                 switch (p->md_type) {
1501                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1502                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1503                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1504                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1505                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1506                         /*
1507                          * We're allowed to use any entry with these types.
1508                          */
1509                         break;
1510                 default:
1511                         continue;
1512                 }
1513
1514                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1515                     physmap, physmap_idx))
1516                         break;
1517         }
1518 }
1519
1520 static char bootmethod[16] = "";
1521 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1522     "System firmware boot method");
1523
1524 /*
1525  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1526  * available physical memory in the system, then test this memory and
1527  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1528  *
1529  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1530  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1531  *
1532  * XXX first should be vm_paddr_t.
1533  */
1534 static void
1535 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1536 {
1537         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1538         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1539         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1540         pt_entry_t *pte;
1541         struct bios_smap *smapbase;
1542         struct efi_map_header *efihdr;
1543         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1544
1545         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1546         basemem = 0;
1547         physmap_idx = 0;
1548
1549         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1550             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1551         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1552             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1553
1554         if (efihdr != NULL) {
1555                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, &physmap_idx);
1556                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1557         } else if (smapbase != NULL) {
1558                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
1559                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1560         } else {
1561                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1562         }
1563
1564         /*
1565          * Find the 'base memory' segment for SMP
1566          */
1567         basemem = 0;
1568         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1569                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1570                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1571                         break;
1572                 }
1573         }
1574         if (basemem == 0)
1575                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1576
1577 #ifdef SMP
1578         /* make hole for AP bootstrap code */
1579         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1580 #endif
1581
1582         /*
1583          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1584          * highest page of the physical address space.  It should be
1585          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1586          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1587          */
1588         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1589
1590 #ifdef MAXMEM
1591         Maxmem = MAXMEM / 4;
1592 #endif
1593
1594         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1595                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1596
1597         /*
1598          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1599          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1600          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1601          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1602          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1603          */
1604         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1605         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1606
1607         /*
1608          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1609          * in the system.
1610          */
1611         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1612                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1613
1614         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1615             (boothowto & RB_VERBOSE))
1616                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1617
1618         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1619         pmap_bootstrap(&first);
1620
1621         /*
1622          * Size up each available chunk of physical memory.
1623          *
1624          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1625          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1626          * running in a VM.
1627          */
1628         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1629         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1630         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1631                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1632         else if (physmem_start >= physmap[1])
1633                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1634         else
1635                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1636         pa_indx = 0;
1637         da_indx = 1;
1638         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1639         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1640         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1641         pte = CMAP1;
1642
1643         /*
1644          * Get dcons buffer address
1645          */
1646         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1647             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1648                 dcons_addr = 0;
1649
1650         /*
1651          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1652          * round up the start address and round down the end address.
1653          */
1654         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1655                 vm_paddr_t end;
1656
1657                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1658                 if (physmap[i + 1] < end)
1659                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1660                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1661                         int tmp, page_bad, full;
1662                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1663
1664                         full = FALSE;
1665                         /*
1666                          * block out kernel memory as not available.
1667                          */
1668                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1669                                 goto do_dump_avail;
1670
1671                         /*
1672                          * block out dcons buffer
1673                          */
1674                         if (dcons_addr > 0
1675                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1676                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1677                                 goto do_dump_avail;
1678
1679                         page_bad = FALSE;
1680                         if (memtest == 0)
1681                                 goto skip_memtest;
1682
1683                         /*
1684                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1685                          */
1686                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1687                         invltlb();
1688
1689                         tmp = *(int *)ptr;
1690                         /*
1691                          * Test for alternating 1's and 0's
1692                          */
1693                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1694                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1695                                 page_bad = TRUE;
1696                         /*
1697                          * Test for alternating 0's and 1's
1698                          */
1699                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1700                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1701                                 page_bad = TRUE;
1702                         /*
1703                          * Test for all 1's
1704                          */
1705                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1706                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1707                                 page_bad = TRUE;
1708                         /*
1709                          * Test for all 0's
1710                          */
1711                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1712                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1713                                 page_bad = TRUE;
1714                         /*
1715                          * Restore original value.
1716                          */
1717                         *(int *)ptr = tmp;
1718
1719 skip_memtest:
1720                         /*
1721                          * Adjust array of valid/good pages.
1722                          */
1723                         if (page_bad == TRUE)
1724                                 continue;
1725                         /*
1726                          * If this good page is a continuation of the
1727                          * previous set of good pages, then just increase
1728                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1729                          * Note that "end" points one higher than end,
1730                          * making the range >= start and < end.
1731                          * If we're also doing a speculative memory
1732                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1733                          * so that we keep going. The first bad page
1734                          * will terminate the loop.
1735                          */
1736                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1737                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1738                         } else {
1739                                 pa_indx++;
1740                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1741                                         printf(
1742                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1743                                         pa_indx--;
1744                                         full = TRUE;
1745                                         goto do_dump_avail;
1746                                 }
1747                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1748                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1749                         }
1750                         physmem++;
1751 do_dump_avail:
1752                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1753                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1754                         } else {
1755                                 da_indx++;
1756                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1757                                         da_indx--;
1758                                         goto do_next;
1759                                 }
1760                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1761                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1762                         }
1763 do_next:
1764                         if (full)
1765                                 break;
1766                 }
1767         }
1768         *pte = 0;
1769         invltlb();
1770
1771         /*
1772          * XXX
1773          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1774          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1775          * calculation, etc.).
1776          */
1777         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1778             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1779                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1780                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1781                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1782         }
1783
1784         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1785
1786         /* Trim off space for the message buffer. */
1787         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1788
1789         /* Map the message buffer. */
1790         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1791 }
1792
1793 u_int64_t
1794 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1795 {
1796         caddr_t kmdp;
1797         int gsel_tss, x;
1798         struct pcpu *pc;
1799         struct nmi_pcpu *np;
1800         struct xstate_hdr *xhdr;
1801         u_int64_t msr;
1802         char *env;
1803         size_t kstack0_sz;
1804
1805         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1806         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1807         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1808         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1809         physfree += kstack0_sz;
1810
1811         /*
1812          * This may be done better later if it gets more high level
1813          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1814          */
1815         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1816
1817         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1818         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1819         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1820         if (kmdp == NULL)
1821                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1822         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1823         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1824 #ifdef DDB
1825         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1826         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1827 #endif
1828
1829         /* Init basic tunables, hz etc */
1830         init_param1();
1831
1832         /*
1833          * make gdt memory segments
1834          */
1835         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1836                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1837                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1838                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1839         }
1840         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1841         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1842             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1843
1844         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1845         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1846         lgdt(&r_gdt);
1847         pc = &__pcpu[0];
1848
1849         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1850         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1851         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1852
1853         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1854         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1855         physfree += DPCPU_SIZE;
1856         PCPU_SET(prvspace, pc);
1857         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1858         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1859         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1860         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1861         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1862         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1863         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1864
1865         /*
1866          * Initialize mutexes.
1867          *
1868          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1869          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1870          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1871          *           under witness.
1872          */
1873         mutex_init();
1874         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1875         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1876
1877         /* exceptions */
1878         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1879                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1880         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1881         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1882         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1883         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1884         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1885         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1886         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1887         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1888         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1889         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1890         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1891         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1892         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1893         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1894         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1895         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1896         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1897         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1898         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1899 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1900         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1901 #endif
1902 #ifdef XENHVM
1903         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1904 #endif
1905
1906         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1907         r_idt.rd_base = (long) idt;
1908         lidt(&r_idt);
1909
1910         /*
1911          * Initialize the i8254 before the console so that console
1912          * initialization can use DELAY().
1913          */
1914         i8254_init();
1915
1916         /*
1917          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1918          * transition).
1919          */
1920         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1921             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1922                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1923
1924         /*
1925          * Initialize the console before we print anything out.
1926          */
1927         cninit();
1928
1929 #ifdef DEV_ISA
1930 #ifdef DEV_ATPIC
1931         elcr_probe();
1932         atpic_startup();
1933 #else
1934         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1935         atpic_reset();
1936
1937         /*
1938          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1939          * interrupt handler.
1940          */
1941         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1942         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1943 #endif
1944 #else
1945 #error "have you forgotten the isa device?";
1946 #endif
1947
1948         kdb_init();
1949
1950 #ifdef KDB
1951         if (boothowto & RB_KDB)
1952                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1953                     "Boot flags requested debugger");
1954 #endif
1955
1956         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1957         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1958         initializecpucache();
1959
1960         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1961         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1962
1963         /*
1964          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1965          * above the start of the ist2 stack.
1966          */
1967         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1968         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1969         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1970
1971         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1972         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1973             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1974
1975         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1976         ltr(gsel_tss);
1977
1978         /* Set up the fast syscall stuff */
1979         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1980         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1981         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1982         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1983         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1984               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1985         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1986         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1987
1988         getmemsize(kmdp, physfree);
1989         init_param2(physmem);
1990
1991         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1992
1993         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1994         fpuinit();
1995
1996         /*
1997          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
1998          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
1999          * area.
2000          */
2001         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2002         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2003         if (use_xsave) {
2004                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2005                     1);
2006                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2007         }
2008         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2009         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2010         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2011         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2012         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2013         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2014
2015         /* transfer to user mode */
2016
2017         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2018         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2019         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2020         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2021         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2022
2023         load_ds(_udatasel);
2024         load_es(_udatasel);
2025         load_fs(_ufssel);
2026
2027         /* setup proc 0's pcb */
2028         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2029         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2030         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2031
2032         env = getenv("kernelname");
2033         if (env != NULL)
2034                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2035
2036         cpu_probe_amdc1e();
2037
2038 #ifdef FDT
2039         x86_init_fdt();
2040 #endif
2041
2042         /* Location of kernel stack for locore */
2043         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2044 }
2045
2046 void
2047 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2048 {
2049
2050         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2051 }
2052
2053 static int
2054 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2055 {
2056         struct bios_smap *smapbase;
2057         struct bios_smap_xattr smap;
2058         caddr_t kmdp;
2059         uint32_t *smapattr;
2060         int count, error, i;
2061
2062         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2063         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2064         if (kmdp == NULL)
2065                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2066         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2067             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2068         if (smapbase == NULL)
2069                 return (0);
2070         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2071             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2072         count = *((uint32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2073         error = 0;
2074         for (i = 0; i < count; i++) {
2075                 smap.base = smapbase[i].base;
2076                 smap.length = smapbase[i].length;
2077                 smap.type = smapbase[i].type;
2078                 if (smapattr != NULL)
2079                         smap.xattr = smapattr[i];
2080                 else
2081                         smap.xattr = 0;
2082                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2083         }
2084         return (error);
2085 }
2086 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2087     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2088
2089 static int
2090 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2091 {
2092         struct efi_map_header *efihdr;
2093         caddr_t kmdp;
2094         uint32_t efisize;
2095
2096         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2097         if (kmdp == NULL)
2098                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2099         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
2100             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
2101         if (efihdr == NULL)
2102                 return (0);
2103         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
2104         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
2105 }
2106 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2107     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
2108
2109 void
2110 spinlock_enter(void)
2111 {
2112         struct thread *td;
2113         register_t flags;
2114
2115         td = curthread;
2116         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2117                 flags = intr_disable();
2118                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2119                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2120         } else
2121                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2122         critical_enter();
2123 }
2124
2125 void
2126 spinlock_exit(void)
2127 {
2128         struct thread *td;
2129         register_t flags;
2130
2131         td = curthread;
2132         critical_exit();
2133         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2134         td->td_md.md_spinlock_count--;
2135         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2136                 intr_restore(flags);
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2141  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2142  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2143  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2144  * enough for a backtrace.
2145  */
2146 void
2147 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2148 {
2149
2150         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2151         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2152         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2153         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2154         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2155         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2156         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2157         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2158 }
2159
2160 int
2161 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2162 {
2163
2164         td->td_frame->tf_rip = addr;
2165         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2166         return (0);
2167 }
2168
2169 int
2170 ptrace_single_step(struct thread *td)
2171 {
2172         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2173         return (0);
2174 }
2175
2176 int
2177 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2178 {
2179         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2180         return (0);
2181 }
2182
2183 int
2184 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2185 {
2186         struct trapframe *tp;
2187
2188         tp = td->td_frame;
2189         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2190 }
2191
2192 int
2193 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2194 {
2195         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2196         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2197         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2198         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2199         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2200         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2201         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2202         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2203         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2204         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2205         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2206         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2207         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2208         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2209         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2210         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2211         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2212         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2213         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2214         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2215         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2216                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2217                 regs->r_es = tp->tf_es;
2218                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2219                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2220         } else {
2221                 regs->r_ds = 0;
2222                 regs->r_es = 0;
2223                 regs->r_fs = 0;
2224                 regs->r_gs = 0;
2225         }
2226         return (0);
2227 }
2228
2229 int
2230 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2231 {
2232         struct trapframe *tp;
2233         register_t rflags;
2234
2235         tp = td->td_frame;
2236         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2237         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2238                 return (EINVAL);
2239         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2240         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2241         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2242         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2243         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2244         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2245         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2246         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2247         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2248         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2249         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2250         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2251         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2252         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2253         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2254         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2255         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2256         tp->tf_rflags = rflags;
2257         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2258         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2259         if (0) {        /* XXXKIB */
2260                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2261                 tp->tf_es = regs->r_es;
2262                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2263                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2264                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2265         }
2266         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2267         return (0);
2268 }
2269
2270 /* XXX check all this stuff! */
2271 /* externalize from sv_xmm */
2272 static void
2273 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2274 {
2275         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2276         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2277         int i;
2278
2279         /* pcb -> fpregs */
2280         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2281
2282         /* FPU control/status */
2283         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2284         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2285         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2286         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2287         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2288         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2289         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2290         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2291
2292         /* FPU registers */
2293         for (i = 0; i < 8; ++i)
2294                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2295
2296         /* SSE registers */
2297         for (i = 0; i < 16; ++i)
2298                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2299 }
2300
2301 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2302 static void
2303 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2304 {
2305         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2306         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2307         int i;
2308
2309         /* fpregs -> pcb */
2310         /* FPU control/status */
2311         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2312         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2313         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2314         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2315         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2316         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2317         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2318         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2319
2320         /* FPU registers */
2321         for (i = 0; i < 8; ++i)
2322                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2323
2324         /* SSE registers */
2325         for (i = 0; i < 16; ++i)
2326                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2327 }
2328
2329 /* externalize from td->pcb */
2330 int
2331 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2332 {
2333
2334         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2335             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2336             ("not suspended thread %p", td));
2337         fpugetregs(td);
2338         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2339         return (0);
2340 }
2341
2342 /* internalize to td->pcb */
2343 int
2344 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2345 {
2346
2347         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2348         fpuuserinited(td);
2349         return (0);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Get machine context.
2354  */
2355 int
2356 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2357 {
2358         struct pcb *pcb;
2359         struct trapframe *tp;
2360
2361         pcb = td->td_pcb;
2362         tp = td->td_frame;
2363         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2364         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2365         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2366         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2367         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2368         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2369         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2370         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2371         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2372         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2373         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2374         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2375         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2376         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2377         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2378         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2379         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2380         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2381                 mcp->mc_rax = 0;
2382                 mcp->mc_rdx = 0;
2383                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2384         } else {
2385                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2386                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2387         }
2388         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2389         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2390         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2391         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2392         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2393         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2394         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2395         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2396         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2397         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2398         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2399         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2400         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2401         mcp->mc_xfpustate = 0;
2402         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2403         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2404         return (0);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Set machine context.
2409  *
2410  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2411  * touch the cs selector.
2412  */
2413 int
2414 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2415 {
2416         struct pcb *pcb;
2417         struct trapframe *tp;
2418         char *xfpustate;
2419         long rflags;
2420         int ret;
2421
2422         pcb = td->td_pcb;
2423         tp = td->td_frame;
2424         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2425             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2426                 return (EINVAL);
2427         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2428             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2429         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2430                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2431                     sizeof(struct savefpu))
2432                         return (EINVAL);
2433                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2434                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2435                     mcp->mc_xfpustate_len);
2436                 if (ret != 0)
2437                         return (ret);
2438         } else
2439                 xfpustate = NULL;
2440         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2441         if (ret != 0)
2442                 return (ret);
2443         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2444         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2445         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2446         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2447         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2448         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2449         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2450         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2451         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2452         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2453         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2454         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2455         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2456         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2457         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2458         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2459         tp->tf_rflags = rflags;
2460         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2461         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2462         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2463         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2464                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2465                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2466                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2467                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2468         }
2469         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2470                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2471                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2472         }
2473         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2474         return (0);
2475 }
2476
2477 static void
2478 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2479     size_t xfpusave_len)
2480 {
2481         size_t max_len, len;
2482
2483         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2484         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2485             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2486         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2487         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2488                 return;
2489         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2490         len = xfpusave_len;
2491         if (len > max_len) {
2492                 len = max_len;
2493                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2494         }
2495         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2496         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2497         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2498 }
2499
2500 static int
2501 set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2502     size_t xfpustate_len)
2503 {
2504         struct savefpu *fpstate;
2505         int error;
2506
2507         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2508                 return (0);
2509         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2510                 return (EINVAL);
2511         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2512                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2513                 fpstate_drop(td);
2514                 error = 0;
2515         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2516             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2517                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2518                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2519                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2520         } else
2521                 return (EINVAL);
2522         return (error);
2523 }
2524
2525 void
2526 fpstate_drop(struct thread *td)
2527 {
2528
2529         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2530         critical_enter();
2531         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2532                 fpudrop();
2533         /*
2534          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2535          * owned it.
2536          *
2537          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2538          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2539          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2540          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2541          * have too many layers.
2542          */
2543         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2544             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2545         critical_exit();
2546 }
2547
2548 int
2549 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2550 {
2551         struct pcb *pcb;
2552
2553         if (td == NULL) {
2554                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2555                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2556                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2557                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2558                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2559                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2560         } else {
2561                 pcb = td->td_pcb;
2562                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2563                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2564                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2565                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2566                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2567                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2568         }
2569         dbregs->dr[4] = 0;
2570         dbregs->dr[5] = 0;
2571         dbregs->dr[8] = 0;
2572         dbregs->dr[9] = 0;
2573         dbregs->dr[10] = 0;
2574         dbregs->dr[11] = 0;
2575         dbregs->dr[12] = 0;
2576         dbregs->dr[13] = 0;
2577         dbregs->dr[14] = 0;
2578         dbregs->dr[15] = 0;
2579         return (0);
2580 }
2581
2582 int
2583 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2584 {
2585         struct pcb *pcb;
2586         int i;
2587
2588         if (td == NULL) {
2589                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2590                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2591                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2592                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2593                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2594                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2595         } else {
2596                 /*
2597                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2598                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2599                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2600                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2601                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2602                  */
2603                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2604                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2605                                 return (EINVAL);
2606                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2607                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2608                                 return (EINVAL);
2609                 }
2610                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2611                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2612                         return (EINVAL);
2613
2614                 pcb = td->td_pcb;
2615
2616                 /*
2617                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2618                  * process's address space.  If a process could do this, it
2619                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2620                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2621                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2622                  * process's address space.
2623                  *
2624                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2625                  * address space is written into from within the kernel
2626                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2627                  * from within kernel mode?
2628                  */
2629
2630                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2631                         /* dr0 is enabled */
2632                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2633                                 return (EINVAL);
2634                 }
2635                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2636                         /* dr1 is enabled */
2637                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2638                                 return (EINVAL);
2639                 }
2640                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2641                         /* dr2 is enabled */
2642                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2643                                 return (EINVAL);
2644                 }
2645                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2646                         /* dr3 is enabled */
2647                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2648                                 return (EINVAL);
2649                 }
2650
2651                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2652                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2653                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2654                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2655                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2656                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2657
2658                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2659         }
2660
2661         return (0);
2662 }
2663
2664 void
2665 reset_dbregs(void)
2666 {
2667
2668         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2669         load_dr0(0);
2670         load_dr1(0);
2671         load_dr2(0);
2672         load_dr3(0);
2673         load_dr6(0);
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2678  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2679  */
2680 int
2681 user_dbreg_trap(void)
2682 {
2683         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2684         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2685         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2686         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2687         int i;
2688
2689         dr7 = rdr7();
2690         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2691                 /*
2692                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2693                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2694                  * hardware debug registers
2695                  */
2696                 return 0;
2697         }
2698
2699         nbp = 0;
2700         dr6 = rdr6();
2701         bp = dr6 & 0x0000000f;
2702
2703         if (!bp) {
2704                 /*
2705                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2706                  * trap was not caused by any of the debug registers
2707                  */
2708                 return 0;
2709         }
2710
2711         /*
2712          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2713          * which ones and if any of them are user space addresses
2714          */
2715
2716         if (bp & 0x01) {
2717                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2718         }
2719         if (bp & 0x02) {
2720                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2721         }
2722         if (bp & 0x04) {
2723                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2724         }
2725         if (bp & 0x08) {
2726                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2727         }
2728
2729         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2730                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2731                         /*
2732                          * addr[i] is in user space
2733                          */
2734                         return nbp;
2735                 }
2736         }
2737
2738         /*
2739          * None of the breakpoints are in user space.
2740          */
2741         return 0;
2742 }
2743
2744 #ifdef KDB
2745
2746 /*
2747  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2748  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2749  */
2750
2751 /* silence compiler warnings */
2752 u_char inb_(u_short);
2753 void outb_(u_short, u_char);
2754
2755 u_char
2756 inb_(u_short port)
2757 {
2758         return inb(port);
2759 }
2760
2761 void
2762 outb_(u_short port, u_char data)
2763 {
2764         outb(port, data);
2765 }
2766
2767 #endif /* KDB */