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         /* Build the argument list for the signal handler. */
 388         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 389         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 390         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 391         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 392                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 393                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 394                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 395
 396                 /* Fill in POSIX parts */
 397                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 398                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 399                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 400         } else {
 401                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 402                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 403                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 404                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 405         }
 406         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 407         PROC_UNLOCK(p);
 408
 409         /*
 410          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 411          */
 412         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 413             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 414             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 415             != 0)) {
 416 #ifdef DEBUG
 417                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 418 #endif
 419                 PROC_LOCK(p);
 420                 sigexit(td, SIGILL);
 421         }
 422
 423         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 424         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 425         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 426         regs->tf_cs = _ucodesel;
 427         regs->tf_ds = _udatasel;
 428         regs->tf_ss = _udatasel;
 429         regs->tf_es = _udatasel;
 430         regs->tf_fs = _ufssel;
 431         regs->tf_gs = _ugssel;
 432         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 433         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 434         PROC_LOCK(p);
 435         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 436 }
 437
 438 /*
 439  * System call to cleanup state after a signal
 440  * has been taken.  Reset signal mask and
 441  * stack state from context left by sendsig (above).
 442  * Return to previous pc and psl as specified by
 443  * context left by sendsig. Check carefully to
 444  * make sure that the user has not modified the
 445  * state to gain improper privileges.
 446  *
 447  * MPSAFE
 448  */
 449 int
 450 sys_sigreturn(td, uap)
 451         struct thread *td;
 452         struct sigreturn_args /* {
 453                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 454         } */ *uap;
 455 {
 456         ucontext_t uc;
 457         struct pcb *pcb;
 458         struct proc *p;
 459         struct trapframe *regs;
 460         ucontext_t *ucp;
 461         char *xfpustate;
 462         size_t xfpustate_len;
 463         long rflags;
 464         int cs, error, ret;
 465         ksiginfo_t ksi;
 466
 467         pcb = td->td_pcb;
 468         p = td->td_proc;
 469
 470         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 471         if (error != 0) {
 472                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 473                     p->p_pid, td->td_name);
 474                 return (error);
 475         }
 476         ucp = &uc;
 477         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 478                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 479                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 480                 return (EINVAL);
 481         }
 482         regs = td->td_frame;
 483         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 484         /*
 485          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 486          */
 487         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 488                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 489                     td->td_name, rflags);
 490                 return (EINVAL);
 491         }
 492
 493         /*
 494          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 495          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 496          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 497          */
 498         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 499         if (!CS_SECURE(cs)) {
 500                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 501                     td->td_name, cs);
 502                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 503                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 504                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 505                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 506                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 507                 trapsignal(td, &ksi);
 508                 return (EINVAL);
 509         }
 510
 511         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 512                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 513                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 514                     sizeof(struct savefpu)) {
 515                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 516                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 517                         return (EINVAL);
 518                 }
 519                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 520                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 521                     xfpustate, xfpustate_len);
 522                 if (error != 0) {
 523                         uprintf(
 524         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 525                             p->p_pid, td->td_name);
 526                         return (error);
 527                 }
 528         } else {
 529                 xfpustate = NULL;
 530                 xfpustate_len = 0;
 531         }
 532         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 533         if (ret != 0) {
 534                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 535                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 536                 return (ret);
 537         }
 538         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 539         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 540         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 541
 542 #if defined(COMPAT_43)
 543         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 544                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 545         else
 546                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 547 #endif
 548
 549         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 550         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 551         return (EJUSTRETURN);
 552 }
 553
 554 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 555 int
 556 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 557 {
 558
 559         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 560 }
 561 #endif
 562
 563
 564 /*
 565  * Machine dependent boot() routine
 566  *
 567  * I haven't seen anything to put here yet
 568  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 569  */
 570 void
 571 cpu_boot(int howto)
 572 {
 573 }
 574
 575 /*
 576  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 577  * be made coherent later.
 578  */
 579 void
 580 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 581 {
 582         /* Not applicable */
 583 }
 584
 585 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 586 int
 587 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 588 {
 589         uint64_t tsc1, tsc2;
 590         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 591         register_t reg;
 592
 593         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 594                 return (EINVAL);
 595
 596         /*
 597          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 598          * DELAY(9) based logic fails.
 599          */
 600         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 601                 return (EOPNOTSUPP);
 602
 603 #ifdef SMP
 604         if (smp_cpus > 1) {
 605                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 606                 thread_lock(curthread);
 607                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 608                 thread_unlock(curthread);
 609         }
 610 #endif
 611
 612         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 613         reg = intr_disable();
 614         if (tsc_is_invariant) {
 615                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 616                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 617                 tsc1 = rdtsc();
 618                 DELAY(1000);
 619                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 620                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 621                 tsc2 = rdtsc();
 622                 intr_restore(reg);
 623                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 624                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 625         } else {
 626                 tsc1 = rdtsc();
 627                 DELAY(1000);
 628                 tsc2 = rdtsc();
 629                 intr_restore(reg);
 630                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 631         }
 632
 633 #ifdef SMP
 634         if (smp_cpus > 1) {
 635                 thread_lock(curthread);
 636                 sched_unbind(curthread);
 637                 thread_unlock(curthread);
 638         }
 639 #endif
 640
 641         return (0);
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Shutdown the CPU as much as possible
 646  */
 647 void
 648 cpu_halt(void)
 649 {
 650         for (;;)
 651                 halt();
 652 }
 653
 654 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 655 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 656 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 657 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 658 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 659     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 660
 661 #define STATE_RUNNING   0x0
 662 #define STATE_MWAIT     0x1
 663 #define STATE_SLEEPING  0x2
 664
 665 static void
 666 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 667 {
 668         int *state;
 669
 670         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 671         *state = STATE_SLEEPING;
 672
 673         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 674         disable_intr();
 675         if (sched_runnable())
 676                 enable_intr();
 677         else if (cpu_idle_hook)
 678                 cpu_idle_hook(sbt);
 679         else
 680                 __asm __volatile("sti; hlt");
 681         *state = STATE_RUNNING;
 682 }
 683
 684 static void
 685 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 686 {
 687         int *state;
 688
 689         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 690         *state = STATE_SLEEPING;
 691
 692         /*
 693          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 694          * an interrupt fires during that critical section we may have
 695          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 696          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 697          * To handle this race, check for a runnable thread after
 698          * disabling interrupts and immediately return if one is
 699          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 700          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 701          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 702          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 703          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 704          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 705          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 706          * interrupt.
 707          */
 708         disable_intr();
 709         if (sched_runnable())
 710                 enable_intr();
 711         else
 712                 __asm __volatile("sti; hlt");
 713         *state = STATE_RUNNING;
 714 }
 715
 716 static void
 717 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 718 {
 719         int *state;
 720
 721         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 722         *state = STATE_MWAIT;
 723
 724         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 725         disable_intr();
 726         if (sched_runnable()) {
 727                 enable_intr();
 728                 *state = STATE_RUNNING;
 729                 return;
 730         }
 731         cpu_monitor(state, 0, 0);
 732         if (*state == STATE_MWAIT)
 733                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 734         else
 735                 enable_intr();
 736         *state = STATE_RUNNING;
 737 }
 738
 739 static void
 740 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 741 {
 742         int *state;
 743         int i;
 744
 745         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 746         *state = STATE_RUNNING;
 747
 748         /*
 749          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 750          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 751          * (and it is much better than missing the check at all).
 752          */
 753         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 754                 if (sched_runnable())
 755                         return;
 756                 cpu_spinwait();
 757         }
 758 }
 759
 760 /*
 761  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 762  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 763  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 764  *
 765  * Reference:
 766  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 767  *   #32559 revision 3.00+
 768  */
 769 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 770 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 771 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 772 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 773
 774 static void
 775 cpu_probe_amdc1e(void)
 776 {
 777
 778         /*
 779          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 780          * dual-cores (or future) k8 family.
 781          */
 782         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 783             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 784             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 785                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 786         }
 787 }
 788
 789 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 790
 791 void
 792 cpu_idle(int busy)
 793 {
 794         uint64_t msr;
 795         sbintime_t sbt = -1;
 796
 797         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 798             busy, curcpu);
 799 #ifdef MP_WATCHDOG
 800         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 801 #endif
 802         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 803         if (busy) {
 804                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 805                         cpu_idle_mwait(busy);
 806                         goto out;
 807                 }
 808         }
 809
 810         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 811         if (!busy) {
 812                 critical_enter();
 813                 sbt = cpu_idleclock();
 814         }
 815
 816         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 817         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_c3_sleep) {
 818                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 819                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 820                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 821         }
 822
 823         /* Call main idle method. */
 824         cpu_idle_fn(sbt);
 825
 826         /* Switch timers mack into active mode. */
 827         if (!busy) {
 828                 cpu_activeclock();
 829                 critical_exit();
 830         }
 831 out:
 832         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 833             busy, curcpu);
 834 }
 835
 836 int
 837 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 838 {
 839         struct pcpu *pcpu;
 840         int *state;
 841
 842         pcpu = pcpu_find(cpu);
 843         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 844         /*
 845          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 846          * simply result in unnecessary IPIs.
 847          */
 848         if (*state == STATE_SLEEPING)
 849                 return (0);
 850         if (*state == STATE_MWAIT)
 851                 *state = STATE_RUNNING;
 852         return (1);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Ordered by speed/power consumption.
 857  */
 858 struct {
 859         void    *id_fn;
 860         char    *id_name;
 861 } idle_tbl[] = {
 862         { cpu_idle_spin, "spin" },
 863         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 864         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 865         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 866         { NULL, NULL }
 867 };
 868
 869 static int
 870 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 871 {
 872         char *avail, *p;
 873         int error;
 874         int i;
 875
 876         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 877         p = avail;
 878         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 879                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 880                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 881                         continue;
 882                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 883                     cpu_idle_hook == NULL)
 884                         continue;
 885                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 886                     idle_tbl[i].id_name);
 887         }
 888         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 889         free(avail, M_TEMP);
 890         return (error);
 891 }
 892
 893 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 894     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 895
 896 static int
 897 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 898 {
 899         char buf[16];
 900         int error;
 901         char *p;
 902         int i;
 903
 904         p = "unknown";
 905         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 906                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 907                         p = idle_tbl[i].id_name;
 908                         break;
 909                 }
 910         }
 911         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 912         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 913         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 914                 return (error);
 915         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 916                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 917                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 918                         continue;
 919                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 920                     cpu_idle_hook == NULL)
 921                         continue;
 922                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 923                         continue;
 924                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 925                 return (0);
 926         }
 927         return (EINVAL);
 928 }
 929
 930 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 931     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 932
 933 /*
 934  * Reset registers to default values on exec.
 935  */
 936 void
 937 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 938 {
 939         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 940         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 941
 942         mtx_lock(&dt_lock);
 943         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 944                 user_ldt_free(td);
 945         else
 946                 mtx_unlock(&dt_lock);
 947
 948         pcb->pcb_fsbase = 0;
 949         pcb->pcb_gsbase = 0;
 950         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 951         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 952         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 953
 954         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 955         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 956         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 957         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 958         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 959         regs->tf_ss = _udatasel;
 960         regs->tf_cs = _ucodesel;
 961         regs->tf_ds = _udatasel;
 962         regs->tf_es = _udatasel;
 963         regs->tf_fs = _ufssel;
 964         regs->tf_gs = _ugssel;
 965         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 966         td->td_retval[1] = 0;
 967
 968         /*
 969          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 970          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 971          */
 972         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 973                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 974                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 975                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 976                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 977                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 978                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 979                 if (pcb == curpcb) {
 980                         /*
 981                          * Clear the debug registers on the running
 982                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 983                          * the next process we switch to.
 984                          */
 985                         reset_dbregs();
 986                 }
 987                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
 988         }
 989
 990         /*
 991          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 992          * clean FP state if it uses the FPU again.
 993          */
 994         fpstate_drop(td);
 995 }
 996
 997 void
 998 cpu_setregs(void)
 999 {
1000         register_t cr0;
1001
1002         cr0 = rcr0();
1003         /*
1004          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1005          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1006          */
1007         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1008         load_cr0(cr0);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1013  */
1014
1015 /*
1016  * Initialize segments & interrupt table
1017  */
1018
1019 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1020 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1021 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1022
1023 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1024
1025 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1026 static char dbg0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1027 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1028
1029 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1030
1031 /*
1032  * Software prototypes -- in more palatable form.
1033  *
1034  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1035  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1036  */
1037 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1038 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1039 {       .ssd_base = 0x0,
1040         .ssd_limit = 0x0,
1041         .ssd_type = 0,
1042         .ssd_dpl = 0,
1043         .ssd_p = 0,
1044         .ssd_long = 0,
1045         .ssd_def32 = 0,
1046         .ssd_gran = 0           },
1047 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1048 {       .ssd_base = 0x0,
1049         .ssd_limit = 0x0,
1050         .ssd_type = 0,
1051         .ssd_dpl = 0,
1052         .ssd_p = 0,
1053         .ssd_long = 0,
1054         .ssd_def32 = 0,
1055         .ssd_gran = 0           },
1056 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1057 {       .ssd_base = 0x0,
1058         .ssd_limit = 0xfffff,
1059         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1060         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1061         .ssd_p = 1,
1062         .ssd_long = 0,
1063         .ssd_def32 = 1,
1064         .ssd_gran = 1           },
1065 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1066 {       .ssd_base = 0x0,
1067         .ssd_limit = 0xfffff,
1068         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1069         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1070         .ssd_p = 1,
1071         .ssd_long = 0,
1072         .ssd_def32 = 1,
1073         .ssd_gran = 1           },
1074 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1075 {       .ssd_base = 0x0,
1076         .ssd_limit = 0xfffff,
1077         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1078         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1079         .ssd_p = 1,
1080         .ssd_long = 1,
1081         .ssd_def32 = 0,
1082         .ssd_gran = 1           },
1083 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1084 {       .ssd_base = 0x0,
1085         .ssd_limit = 0xfffff,
1086         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1087         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1088         .ssd_p = 1,
1089         .ssd_long = 1,
1090         .ssd_def32 = 0,
1091         .ssd_gran = 1           },
1092 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1093 {       .ssd_base = 0x0,
1094         .ssd_limit = 0xfffff,
1095         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1096         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1097         .ssd_p = 1,
1098         .ssd_long = 0,
1099         .ssd_def32 = 1,
1100         .ssd_gran = 1           },
1101 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1102 {       .ssd_base = 0x0,
1103         .ssd_limit = 0xfffff,
1104         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1105         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1106         .ssd_p = 1,
1107         .ssd_long = 0,
1108         .ssd_def32 = 1,
1109         .ssd_gran = 1           },
1110 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1111 {       .ssd_base = 0x0,
1112         .ssd_limit = 0xfffff,
1113         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1114         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1115         .ssd_p = 1,
1116         .ssd_long = 1,
1117         .ssd_def32 = 0,
1118         .ssd_gran = 1           },
1119 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1120 {       .ssd_base = 0x0,
1121         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1122         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1123         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1124         .ssd_p = 1,
1125         .ssd_long = 0,
1126         .ssd_def32 = 0,
1127         .ssd_gran = 0           },
1128 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1129 {       .ssd_base = 0x0,
1130         .ssd_limit = 0x0,
1131         .ssd_type = 0,
1132         .ssd_dpl = 0,
1133         .ssd_p = 0,
1134         .ssd_long = 0,
1135         .ssd_def32 = 0,
1136         .ssd_gran = 0           },
1137 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1138 {       .ssd_base = 0x0,
1139         .ssd_limit = 0x0,
1140         .ssd_type = 0,
1141         .ssd_dpl = 0,
1142         .ssd_p = 0,
1143         .ssd_long = 0,
1144         .ssd_def32 = 0,
1145         .ssd_gran = 0           },
1146 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1147 {       .ssd_base = 0x0,
1148         .ssd_limit = 0x0,
1149         .ssd_type = 0,
1150         .ssd_dpl = 0,
1151         .ssd_p = 0,
1152         .ssd_long = 0,
1153         .ssd_def32 = 0,
1154         .ssd_gran = 0           },
1155 };
1156
1157 void
1158 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1159 {
1160         struct gate_descriptor *ip;
1161
1162         ip = idt + idx;
1163         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1164         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1165         ip->gd_ist = ist;
1166         ip->gd_xx = 0;
1167         ip->gd_type = typ;
1168         ip->gd_dpl = dpl;
1169         ip->gd_p = 1;
1170         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1171 }
1172
1173 extern inthand_t
1174         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1175         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1176         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1177         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1178         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1179 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1180         IDTVEC(dtrace_ret),
1181 #endif
1182 #ifdef XENHVM
1183         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1184 #endif
1185         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1186
1187 #ifdef DDB
1188 /*
1189  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1190  * the default 'rsvd' entry point.
1191  */
1192 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1193 {
1194         struct gate_descriptor *ip;
1195         int idx;
1196         uintptr_t func;
1197
1198         ip = idt;
1199         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1200                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1201                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1202                         db_printf("%3d\t", idx);
1203                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1204                         db_printf("\n");
1205                 }
1206                 ip++;
1207         }
1208 }
1209
1210 /* Show privileged registers. */
1211 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1212 {
1213         struct {
1214                 uint16_t limit;
1215                 uint64_t base;
1216         } __packed idtr, gdtr;
1217         uint16_t ldt, tr;
1218
1219         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1220         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1221             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1222         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1223         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1224             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1225         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1226         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1227         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1228         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1229         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1230         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1231         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1232         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1233         if (rcr4() & CR4_XSAVE)
1234                 db_printf("xcr0\t0x%016lx\n", rxcr(0));
1235         db_printf("EFER\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1236         if (cpu_feature2 & (CPUID2_VMX | CPUID2_SMX))
1237                 db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n",
1238                     rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1239         db_printf("DEBUG_CTL\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1240         db_printf("PAT\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1241         db_printf("GSBASE\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1242 }
1243
1244 DB_SHOW_COMMAND(dbregs, db_show_dbregs)
1245 {
1246
1247         db_printf("dr0\t0x%016lx\n", rdr0());
1248         db_printf("dr1\t0x%016lx\n", rdr1());
1249         db_printf("dr2\t0x%016lx\n", rdr2());
1250         db_printf("dr3\t0x%016lx\n", rdr3());
1251         db_printf("dr6\t0x%016lx\n", rdr6());
1252         db_printf("dr7\t0x%016lx\n", rdr7());
1253 }
1254 #endif
1255
1256 void
1257 sdtossd(sd, ssd)
1258         struct user_segment_descriptor *sd;
1259         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1260 {
1261
1262         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1263         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1264         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1265         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1266         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1267         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1268         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1269         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1270 }
1271
1272 void
1273 ssdtosd(ssd, sd)
1274         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1275         struct user_segment_descriptor *sd;
1276 {
1277
1278         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1279         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1280         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1281         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1282         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1283         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1284         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1285         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1286         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1287         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1288 }
1289
1290 void
1291 ssdtosyssd(ssd, sd)
1292         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1293         struct system_segment_descriptor *sd;
1294 {
1295
1296         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1297         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1298         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1299         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1300         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1301         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1302         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1303         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1304 }
1305
1306 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1307 #include <isa/isavar.h>
1308 #include <isa/isareg.h>
1309 /*
1310  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1311  * and is only suitable for use at probe time.
1312  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1313  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1314  * implementation in the apic driver code, if at all.
1315  */
1316 intrmask_t
1317 isa_irq_pending(void)
1318 {
1319         u_char irr1;
1320         u_char irr2;
1321
1322         irr1 = inb(IO_ICU1);
1323         irr2 = inb(IO_ICU2);
1324         return ((irr2 << 8) | irr1);
1325 }
1326 #endif
1327
1328 u_int basemem;
1329
1330 static int
1331 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1332     int *physmap_idxp)
1333 {
1334         int i, insert_idx, physmap_idx;
1335
1336         physmap_idx = *physmap_idxp;
1337
1338         if (length == 0)
1339                 return (1);
1340
1341         /*
1342          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1343          * assuming the new entry will be added to the end.
1344          *
1345          * NB: physmap_idx points to the next free slot.
1346          */
1347         insert_idx = physmap_idx;
1348         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1349                 if (base < physmap[i + 1]) {
1350                         if (base + length <= physmap[i]) {
1351                                 insert_idx = i;
1352                                 break;
1353                         }
1354                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1355                                 printf(
1356                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1357                         return (1);
1358                 }
1359         }
1360
1361         /* See if we can prepend to the next entry. */
1362         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1363                 physmap[insert_idx] = base;
1364                 return (1);
1365         }
1366
1367         /* See if we can append to the previous entry. */
1368         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1369                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1370                 return (1);
1371         }
1372
1373         physmap_idx += 2;
1374         *physmap_idxp = physmap_idx;
1375         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1376                 printf(
1377                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1378                 return (0);
1379         }
1380
1381         /*
1382          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1383          * entry if needed.
1384          */
1385         for (i = (physmap_idx - 2); i > insert_idx; i -= 2) {
1386                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1387                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1388         }
1389
1390         /* Insert the new entry. */
1391         physmap[insert_idx] = base;
1392         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1393         return (1);
1394 }
1395
1396 static void
1397 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1398     int *physmap_idx)
1399 {
1400         struct bios_smap *smap, *smapend;
1401         u_int32_t smapsize;
1402
1403         /*
1404          * Memory map from INT 15:E820.
1405          *
1406          * subr_module.c says:
1407          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1408          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1409          */
1410         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1411         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1412
1413         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1414                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1415                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1416                             smap->type, smap->base, smap->length);
1417
1418                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1419                         continue;
1420
1421                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1422                     physmap_idx))
1423                         break;
1424         }
1425 }
1426
1427 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1428         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1429
1430 static void
1431 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1432     int *physmap_idx)
1433 {
1434         struct efi_md *map, *p;
1435         const char *type;
1436         size_t efisz;
1437         int ndesc, i;
1438
1439         static const char *types[] = {
1440                 "Reserved",
1441                 "LoaderCode",
1442                 "LoaderData",
1443                 "BootServicesCode",
1444                 "BootServicesData",
1445                 "RuntimeServicesCode",
1446                 "RuntimeServicesData",
1447                 "ConventionalMemory",
1448                 "UnusableMemory",
1449                 "ACPIReclaimMemory",
1450                 "ACPIMemoryNVS",
1451                 "MemoryMappedIO",
1452                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1453                 "PalCode"
1454         };
1455
1456         /*
1457          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1458          * Boot Services API.
1459          */
1460         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1461         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1462
1463         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1464                 return;
1465         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1466
1467         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1468                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1469                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1470
1471         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1472             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1473                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1474                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1475                                 type = types[p->md_type];
1476                         else
1477                                 type = "<INVALID>";
1478                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1479                             p->md_virt, p->md_pages);
1480                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1481                                 printf("UC ");
1482                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1483                                 printf("WC ");
1484                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1485                                 printf("WT ");
1486                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1487                                 printf("WB ");
1488                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1489                                 printf("UCE ");
1490                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1491                                 printf("WP ");
1492                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1493                                 printf("RP ");
1494                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1495                                 printf("XP ");
1496                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1497                                 printf("RUNTIME");
1498                         printf("\n");
1499                 }
1500
1501                 switch (p->md_type) {
1502                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1503                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1504                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1505                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1506                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1507                         /*
1508                          * We're allowed to use any entry with these types.
1509                          */
1510                         break;
1511                 default:
1512                         continue;
1513                 }
1514
1515                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1516                     physmap, physmap_idx))
1517                         break;
1518         }
1519 }
1520
1521 static char bootmethod[16] = "";
1522 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1523     "System firmware boot method");
1524
1525 #define PAGES_PER_GB    (1024 * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE)
1526
1527 /*
1528  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1529  * available physical memory in the system, then test this memory and
1530  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1531  *
1532  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1533  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1534  *
1535  * XXX first should be vm_paddr_t.
1536  */
1537 static void
1538 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1539 {
1540         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1541         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1542         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1543         pt_entry_t *pte;
1544         struct bios_smap *smapbase;
1545         struct efi_map_header *efihdr;
1546         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1547         int page_counter;
1548
1549         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1550         physmap_idx = 0;
1551
1552         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1553             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1554         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1555             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1556
1557         if (efihdr != NULL) {
1558                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, &physmap_idx);
1559                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1560         } else if (smapbase != NULL) {
1561                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
1562                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1563         } else {
1564                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1565         }
1566
1567         physmap_idx -= 2;
1568
1569         /*
1570          * Find the 'base memory' segment for SMP
1571          */
1572         basemem = 0;
1573         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1574                 if (physmap[i] <= 0xA0000) {
1575                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1576                         break;
1577                 }
1578         }
1579         if (basemem == 0 || basemem > 640) {
1580                 if (bootverbose)
1581                         printf(
1582                 "Memory map doesn't contain a basemem segment, faking it");
1583                 basemem = 640;
1584         }
1585
1586 #ifdef SMP
1587         /* make hole for AP bootstrap code */
1588         if (physmap[1] >= 0x100000000)
1589                 panic("Basemem segment is not suitable for AP bootstrap code!");
1590         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1591 #endif
1592
1593         /*
1594          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1595          * highest page of the physical address space.  It should be
1596          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1597          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1598          */
1599         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1600
1601 #ifdef MAXMEM
1602         Maxmem = MAXMEM / 4;
1603 #endif
1604
1605         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1606                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1607
1608         /*
1609          * The boot memory test is disabled by default, as it takes a
1610          * significant amount of time on large-memory systems, and is
1611          * unfriendly to virtual machines as it unnecessarily touches all
1612          * pages.
1613          *
1614          * A general name is used as the code may be extended to support
1615          * additional tests beyond the current "page present" test.
1616          */
1617         memtest = 0;
1618         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1619
1620         /*
1621          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1622          * in the system.
1623          */
1624         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1625                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1626
1627         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1628             (boothowto & RB_VERBOSE))
1629                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1630
1631         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1632         pmap_bootstrap(&first);
1633
1634         /*
1635          * Size up each available chunk of physical memory.
1636          *
1637          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1638          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1639          * running in a VM.
1640          */
1641         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1642         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1643         if (physmap[0] < physmem_start) {
1644                 if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1645                         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1646                 else if (physmem_start >= physmap[1])
1647                         physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1648                 else
1649                         physmap[0] = round_page(physmem_start);
1650         }
1651         pa_indx = 0;
1652         da_indx = 1;
1653         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1654         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1655         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1656         pte = CMAP1;
1657
1658         /*
1659          * Get dcons buffer address
1660          */
1661         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1662             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1663                 dcons_addr = 0;
1664
1665         /*
1666          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1667          * round up the start address and round down the end address.
1668          */
1669         page_counter = 0;
1670         if (memtest != 0)
1671                 printf("Testing system memory");
1672         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1673                 vm_paddr_t end;
1674
1675                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1676                 if (physmap[i + 1] < end)
1677                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1678                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1679                         int tmp, page_bad, full;
1680                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1681
1682                         full = FALSE;
1683                         /*
1684                          * block out kernel memory as not available.
1685                          */
1686                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1687                                 goto do_dump_avail;
1688
1689                         /*
1690                          * block out dcons buffer
1691                          */
1692                         if (dcons_addr > 0
1693                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1694                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1695                                 goto do_dump_avail;
1696
1697                         page_bad = FALSE;
1698                         if (memtest == 0)
1699                                 goto skip_memtest;
1700
1701                         /*
1702                          * Print a "." every GB to show we're making
1703                          * progress.
1704                          */
1705                         page_counter++;
1706                         if ((page_counter % PAGES_PER_GB) == 0)
1707                                 printf(".");
1708
1709                         /*
1710                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1711                          */
1712                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1713                         invltlb();
1714
1715                         tmp = *(int *)ptr;
1716                         /*
1717                          * Test for alternating 1's and 0's
1718                          */
1719                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1720                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1721                                 page_bad = TRUE;
1722                         /*
1723                          * Test for alternating 0's and 1's
1724                          */
1725                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1726                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1727                                 page_bad = TRUE;
1728                         /*
1729                          * Test for all 1's
1730                          */
1731                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1732                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1733                                 page_bad = TRUE;
1734                         /*
1735                          * Test for all 0's
1736                          */
1737                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1738                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1739                                 page_bad = TRUE;
1740                         /*
1741                          * Restore original value.
1742                          */
1743                         *(int *)ptr = tmp;
1744
1745 skip_memtest:
1746                         /*
1747                          * Adjust array of valid/good pages.
1748                          */
1749                         if (page_bad == TRUE)
1750                                 continue;
1751                         /*
1752                          * If this good page is a continuation of the
1753                          * previous set of good pages, then just increase
1754                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1755                          * Note that "end" points one higher than end,
1756                          * making the range >= start and < end.
1757                          * If we're also doing a speculative memory
1758                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1759                          * so that we keep going. The first bad page
1760                          * will terminate the loop.
1761                          */
1762                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1763                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1764                         } else {
1765                                 pa_indx++;
1766                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1767                                         printf(
1768                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1769                                         pa_indx--;
1770                                         full = TRUE;
1771                                         goto do_dump_avail;
1772                                 }
1773                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1774                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1775                         }
1776                         physmem++;
1777 do_dump_avail:
1778                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1779                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1780                         } else {
1781                                 da_indx++;
1782                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1783                                         da_indx--;
1784                                         goto do_next;
1785                                 }
1786                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1787                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1788                         }
1789 do_next:
1790                         if (full)
1791                                 break;
1792                 }
1793         }
1794         *pte = 0;
1795         invltlb();
1796         if (memtest != 0)
1797                 printf("\n");
1798
1799         /*
1800          * XXX
1801          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1802          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1803          * calculation, etc.).
1804          */
1805         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1806             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1807                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1808                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1809                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1810         }
1811
1812         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1813
1814         /* Trim off space for the message buffer. */
1815         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1816
1817         /* Map the message buffer. */
1818         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1819 }
1820
1821 u_int64_t
1822 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1823 {
1824         caddr_t kmdp;
1825         int gsel_tss, x;
1826         struct pcpu *pc;
1827         struct nmi_pcpu *np;
1828         struct xstate_hdr *xhdr;
1829         u_int64_t msr;
1830         char *env;
1831         size_t kstack0_sz;
1832
1833         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1834         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1835         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1836         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1837         physfree += kstack0_sz;
1838
1839         /*
1840          * This may be done better later if it gets more high level
1841          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1842          */
1843         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1844
1845         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1846         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1847         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1848         if (kmdp == NULL)
1849                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1850         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1851         init_static_kenv(MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE, 0);
1852 #ifdef DDB
1853         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1854         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1855 #endif
1856
1857         identify_cpu();
1858         identify_hypervisor();
1859
1860         /* Init basic tunables, hz etc */
1861         init_param1();
1862
1863         /*
1864          * make gdt memory segments
1865          */
1866         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1867                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1868                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1869                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1870         }
1871         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1872         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1873             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1874
1875         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1876         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1877         lgdt(&r_gdt);
1878         pc = &__pcpu[0];
1879
1880         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1881         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1882         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1883
1884         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1885         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1886         physfree += DPCPU_SIZE;
1887         PCPU_SET(prvspace, pc);
1888         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1889         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1890         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1891         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1892         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1893         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1894         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1895
1896         /*
1897          * Initialize mutexes.
1898          *
1899          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1900          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1901          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1902          *           under witness.
1903          */
1904         mutex_init();
1905         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1906         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1907
1908         /* exceptions */
1909         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1910                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1911         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1912         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 4);
1913         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1914         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1915         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1916         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1917         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1918         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1919         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1920         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1921         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1922         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1923         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1924         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1925         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1926         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1927         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1928         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1929         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1930 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1931         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1932 #endif
1933 #ifdef XENHVM
1934         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1935 #endif
1936
1937         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1938         r_idt.rd_base = (long) idt;
1939         lidt(&r_idt);
1940
1941         /*
1942          * Initialize the i8254 before the console so that console
1943          * initialization can use DELAY().
1944          */
1945         i8254_init();
1946
1947         /*
1948          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1949          * transition).
1950          */
1951         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1952             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1953                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1954
1955         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1956         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1957         initializecpucache();
1958
1959         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1960         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1961
1962         /*
1963          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1964          * above the start of the ist2 stack.
1965          */
1966         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1967         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1968         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1969
1970         /*
1971          * DB# stack, runs on ist4.
1972          */
1973         np = ((struct nmi_pcpu *) &dbg0_stack[sizeof(dbg0_stack)]) - 1;
1974         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1975         common_tss[0].tss_ist4 = (long) np;
1976
1977         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1978         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1979             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1980
1981         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1982         ltr(gsel_tss);
1983
1984         /* Set up the fast syscall stuff */
1985         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1986         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1987         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1988         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1989         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1990               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1991         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1992         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1993
1994         getmemsize(kmdp, physfree);
1995         init_param2(physmem);
1996
1997         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1998
1999         cninit();
2000
2001 #ifdef DEV_ISA
2002 #ifdef DEV_ATPIC
2003         elcr_probe();
2004         atpic_startup();
2005 #else
2006         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
2007         atpic_reset();
2008
2009         /*
2010          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
2011          * interrupt handler.
2012          */
2013         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2014         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2015 #endif
2016 #else
2017 #error "have you forgotten the isa device?";
2018 #endif
2019
2020         kdb_init();
2021
2022 #ifdef KDB
2023         if (boothowto & RB_KDB)
2024                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
2025                     "Boot flags requested debugger");
2026 #endif
2027
2028         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
2029         fpuinit();
2030
2031         /*
2032          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2033          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2034          * area.
2035          */
2036         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2037         thread0.td_pcb->pcb_save = get_pcb_user_save_td(&thread0);
2038         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2039         if (use_xsave) {
2040                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2041                     1);
2042                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2043         }
2044         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2045         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2046         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2047         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2048         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2049         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2050
2051         /* transfer to user mode */
2052
2053         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2054         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2055         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2056         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2057         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2058
2059         load_ds(_udatasel);
2060         load_es(_udatasel);
2061         load_fs(_ufssel);
2062
2063         /* setup proc 0's pcb */
2064         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2065         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2066         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2067
2068         env = getenv("kernelname");
2069         if (env != NULL)
2070                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2071
2072         cpu_probe_amdc1e();
2073
2074 #ifdef FDT
2075         x86_init_fdt();
2076 #endif
2077
2078         /* Location of kernel stack for locore */
2079         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2080 }
2081
2082 void
2083 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2084 {
2085
2086         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2087 }
2088
2089 static int
2090 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2091 {
2092         struct bios_smap *smapbase;
2093         struct bios_smap_xattr smap;
2094         caddr_t kmdp;
2095         uint32_t *smapattr;
2096         int count, error, i;
2097
2098         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2099         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2100         if (kmdp == NULL)
2101                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2102         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2103             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2104         if (smapbase == NULL)
2105                 return (0);
2106         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2107             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2108         count = *((uint32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2109         error = 0;
2110         for (i = 0; i < count; i++) {
2111                 smap.base = smapbase[i].base;
2112                 smap.length = smapbase[i].length;
2113                 smap.type = smapbase[i].type;
2114                 if (smapattr != NULL)
2115                         smap.xattr = smapattr[i];
2116                 else
2117                         smap.xattr = 0;
2118                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2119         }
2120         return (error);
2121 }
2122 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2123     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2124
2125 static int
2126 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2127 {
2128         struct efi_map_header *efihdr;
2129         caddr_t kmdp;
2130         uint32_t efisize;
2131
2132         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2133         if (kmdp == NULL)
2134                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2135         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
2136             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
2137         if (efihdr == NULL)
2138                 return (0);
2139         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
2140         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
2141 }
2142 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2143     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
2144
2145 void
2146 spinlock_enter(void)
2147 {
2148         struct thread *td;
2149         register_t flags;
2150
2151         td = curthread;
2152         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2153                 flags = intr_disable();
2154                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2155                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2156         } else
2157                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2158         critical_enter();
2159 }
2160
2161 void
2162 spinlock_exit(void)
2163 {
2164         struct thread *td;
2165         register_t flags;
2166
2167         td = curthread;
2168         critical_exit();
2169         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2170         td->td_md.md_spinlock_count--;
2171         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2172                 intr_restore(flags);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2177  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2178  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2179  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2180  * enough for a backtrace.
2181  */
2182 void
2183 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2184 {
2185
2186         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2187         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2188         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2189         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2190         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2191         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2192         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2193         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2194 }
2195
2196 int
2197 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2198 {
2199
2200         td->td_frame->tf_rip = addr;
2201         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2202         return (0);
2203 }
2204
2205 int
2206 ptrace_single_step(struct thread *td)
2207 {
2208         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2209         return (0);
2210 }
2211
2212 int
2213 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2214 {
2215         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2216         return (0);
2217 }
2218
2219 int
2220 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2221 {
2222         struct trapframe *tp;
2223
2224         tp = td->td_frame;
2225         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2226 }
2227
2228 int
2229 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2230 {
2231         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2232         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2233         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2234         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2235         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2236         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2237         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2238         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2239         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2240         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2241         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2242         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2243         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2244         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2245         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2246         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2247         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2248         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2249         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2250         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2251         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2252                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2253                 regs->r_es = tp->tf_es;
2254                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2255                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2256         } else {
2257                 regs->r_ds = 0;
2258                 regs->r_es = 0;
2259                 regs->r_fs = 0;
2260                 regs->r_gs = 0;
2261         }
2262         return (0);
2263 }
2264
2265 int
2266 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2267 {
2268         struct trapframe *tp;
2269         register_t rflags;
2270
2271         tp = td->td_frame;
2272         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2273         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2274                 return (EINVAL);
2275         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2276         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2277         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2278         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2279         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2280         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2281         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2282         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2283         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2284         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2285         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2286         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2287         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2288         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2289         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2290         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2291         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2292         tp->tf_rflags = rflags;
2293         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2294         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2295         if (0) {        /* XXXKIB */
2296                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2297                 tp->tf_es = regs->r_es;
2298                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2299                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2300                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2301         }
2302         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2303         return (0);
2304 }
2305
2306 /* XXX check all this stuff! */
2307 /* externalize from sv_xmm */
2308 static void
2309 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2310 {
2311         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2312         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2313         int i;
2314
2315         /* pcb -> fpregs */
2316         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2317
2318         /* FPU control/status */
2319         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2320         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2321         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2322         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2323         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2324         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2325         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2326         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2327
2328         /* FPU registers */
2329         for (i = 0; i < 8; ++i)
2330                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2331
2332         /* SSE registers */
2333         for (i = 0; i < 16; ++i)
2334                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2335 }
2336
2337 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2338 static void
2339 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2340 {
2341         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2342         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2343         int i;
2344
2345         /* fpregs -> pcb */
2346         /* FPU control/status */
2347         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2348         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2349         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2350         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2351         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2352         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2353         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2354         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2355
2356         /* FPU registers */
2357         for (i = 0; i < 8; ++i)
2358                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2359
2360         /* SSE registers */
2361         for (i = 0; i < 16; ++i)
2362                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2363 }
2364
2365 /* externalize from td->pcb */
2366 int
2367 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2368 {
2369
2370         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2371             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2372             ("not suspended thread %p", td));
2373         fpugetregs(td);
2374         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2375         return (0);
2376 }
2377
2378 /* internalize to td->pcb */
2379 int
2380 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2381 {
2382
2383         critical_enter();
2384         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2385         fpuuserinited(td);
2386         critical_exit();
2387         return (0);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Get machine context.
2392  */
2393 int
2394 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2395 {
2396         struct pcb *pcb;
2397         struct trapframe *tp;
2398
2399         pcb = td->td_pcb;
2400         tp = td->td_frame;
2401         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2402         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2403         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2404         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2405         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2406         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2407         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2408         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2409         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2410         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2411         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2412         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2413         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2414         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2415         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2416         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2417         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2418         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2419                 mcp->mc_rax = 0;
2420                 mcp->mc_rdx = 0;
2421                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2422         } else {
2423                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2424                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2425         }
2426         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2427         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2428         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2429         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2430         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2431         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2432         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2433         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2434         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2435         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2436         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2437         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2438         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2439         mcp->mc_xfpustate = 0;
2440         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2441         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2442         return (0);
2443 }
2444
2445 /*
2446  * Set machine context.
2447  *
2448  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2449  * touch the cs selector.
2450  */
2451 int
2452 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2453 {
2454         struct pcb *pcb;
2455         struct trapframe *tp;
2456         char *xfpustate;
2457         long rflags;
2458         int ret;
2459
2460         pcb = td->td_pcb;
2461         tp = td->td_frame;
2462         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2463             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2464                 return (EINVAL);
2465         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2466             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2467         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2468                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2469                     sizeof(struct savefpu))
2470                         return (EINVAL);
2471                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2472                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2473                     mcp->mc_xfpustate_len);
2474                 if (ret != 0)
2475                         return (ret);
2476         } else
2477                 xfpustate = NULL;
2478         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2479         if (ret != 0)
2480                 return (ret);
2481         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2482         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2483         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2484         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2485         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2486         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2487         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2488         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2489         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2490         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2491         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2492         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2493         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2494         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2495         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2496         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2497         tp->tf_rflags = rflags;
2498         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2499         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2500         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2501         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2502                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2503                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2504                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2505                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2506         }
2507         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2508                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2509                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2510         }
2511         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2512         return (0);
2513 }
2514
2515 static void
2516 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2517     size_t xfpusave_len)
2518 {
2519         size_t max_len, len;
2520
2521         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2522         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2523             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2524         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2525         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2526                 return;
2527         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2528         len = xfpusave_len;
2529         if (len > max_len) {
2530                 len = max_len;
2531                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2532         }
2533         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2534         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2535         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2536 }
2537
2538 static int
2539 set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2540     size_t xfpustate_len)
2541 {
2542         int error;
2543
2544         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2545                 return (0);
2546         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2547                 return (EINVAL);
2548         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2549                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2550                 fpstate_drop(td);
2551                 error = 0;
2552         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2553             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2554                 error = fpusetregs(td, (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate,
2555                     xfpustate, xfpustate_len);
2556         } else
2557                 return (EINVAL);
2558         return (error);
2559 }
2560
2561 void
2562 fpstate_drop(struct thread *td)
2563 {
2564
2565         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2566         critical_enter();
2567         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2568                 fpudrop();
2569         /*
2570          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2571          * owned it.
2572          *
2573          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2574          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2575          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2576          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2577          * have too many layers.
2578          */
2579         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2580             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2581         critical_exit();
2582 }
2583
2584 int
2585 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2586 {
2587         struct pcb *pcb;
2588
2589         if (td == NULL) {
2590                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2591                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2592                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2593                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2594                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2595                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2596         } else {
2597                 pcb = td->td_pcb;
2598                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2599                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2600                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2601                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2602                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2603                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2604         }
2605         dbregs->dr[4] = 0;
2606         dbregs->dr[5] = 0;
2607         dbregs->dr[8] = 0;
2608         dbregs->dr[9] = 0;
2609         dbregs->dr[10] = 0;
2610         dbregs->dr[11] = 0;
2611         dbregs->dr[12] = 0;
2612         dbregs->dr[13] = 0;
2613         dbregs->dr[14] = 0;
2614         dbregs->dr[15] = 0;
2615         return (0);
2616 }
2617
2618 int
2619 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2620 {
2621         struct pcb *pcb;
2622         int i;
2623
2624         if (td == NULL) {
2625                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2626                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2627                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2628                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2629                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2630                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2631         } else {
2632                 /*
2633                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2634                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2635                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2636                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2637                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2638                  */
2639                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2640                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2641                                 return (EINVAL);
2642                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2643                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2644                                 return (EINVAL);
2645                 }
2646                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2647                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2648                         return (EINVAL);
2649
2650                 pcb = td->td_pcb;
2651
2652                 /*
2653                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2654                  * process's address space.  If a process could do this, it
2655                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2656                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2657                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2658                  * process's address space.
2659                  *
2660                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2661                  * address space is written into from within the kernel
2662                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2663                  * from within kernel mode?
2664                  */
2665
2666                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2667                         /* dr0 is enabled */
2668                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2669                                 return (EINVAL);
2670                 }
2671                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2672                         /* dr1 is enabled */
2673                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2674                                 return (EINVAL);
2675                 }
2676                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2677                         /* dr2 is enabled */
2678                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2679                                 return (EINVAL);
2680                 }
2681                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2682                         /* dr3 is enabled */
2683                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2684                                 return (EINVAL);
2685                 }
2686
2687                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2688                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2689                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2690                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2691                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2692                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2693
2694                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2695         }
2696
2697         return (0);
2698 }
2699
2700 void
2701 reset_dbregs(void)
2702 {
2703
2704         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2705         load_dr0(0);
2706         load_dr1(0);
2707         load_dr2(0);
2708         load_dr3(0);
2709         load_dr6(0);
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2714  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2715  */
2716 int
2717 user_dbreg_trap(void)
2718 {
2719         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2720         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2721         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2722         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2723         int i;
2724
2725         dr7 = rdr7();
2726         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2727                 /*
2728                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2729                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2730                  * hardware debug registers
2731                  */
2732                 return 0;
2733         }
2734
2735         nbp = 0;
2736         dr6 = rdr6();
2737         bp = dr6 & 0x0000000f;
2738
2739         if (!bp) {
2740                 /*
2741                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2742                  * trap was not caused by any of the debug registers
2743                  */
2744                 return 0;
2745         }
2746
2747         /*
2748          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2749          * which ones and if any of them are user space addresses
2750          */
2751
2752         if (bp & 0x01) {
2753                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2754         }
2755         if (bp & 0x02) {
2756                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2757         }
2758         if (bp & 0x04) {
2759                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2760         }
2761         if (bp & 0x08) {
2762                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2763         }
2764
2765         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2766                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2767                         /*
2768                          * addr[i] is in user space
2769                          */
2770                         return nbp;
2771                 }
2772         }
2773
2774         /*
2775          * None of the breakpoints are in user space.
2776          */
2777         return 0;
2778 }
2779
2780 #ifdef KDB
2781
2782 /*
2783  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2784  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2785  */
2786
2787 /* silence compiler warnings */
2788 u_char inb_(u_short);
2789 void outb_(u_short, u_char);
2790
2791 u_char
2792 inb_(u_short port)
2793 {
2794         return inb(port);
2795 }
2796
2797 void
2798 outb_(u_short port, u_char data)
2799 {
2800         outb(port, data);
2801 }
2802
2803 #endif /* KDB */