sys/amd64/amd64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * William Jolitz.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include "opt_atalk.h"
  45 #include "opt_atpic.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_isa.h"
  52 #include "opt_kstack_pages.h"
  53 #include "opt_maxmem.h"
  54 #include "opt_mp_watchdog.h"
  55 #include "opt_perfmon.h"
  56 #include "opt_sched.h"
  57 #include "opt_kdtrace.h"
  58
  59 #include <sys/param.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/systm.h>
  62 #include <sys/bio.h>
  63 #include <sys/buf.h>
  64 #include <sys/bus.h>
  65 #include <sys/callout.h>
  66 #include <sys/cons.h>
  67 #include <sys/cpu.h>
  68 #include <sys/eventhandler.h>
  69 #include <sys/exec.h>
  70 #include <sys/imgact.h>
  71 #include <sys/kdb.h>
  72 #include <sys/kernel.h>
  73 #include <sys/ktr.h>
  74 #include <sys/linker.h>
  75 #include <sys/lock.h>
  76 #include <sys/malloc.h>
  77 #include <sys/msgbuf.h>
  78 #include <sys/mutex.h>
  79 #include <sys/pcpu.h>
  80 #include <sys/ptrace.h>
  81 #include <sys/reboot.h>
  82 #include <sys/sched.h>
  83 #include <sys/signalvar.h>
  84 #ifdef SMP
  85 #include <sys/smp.h>
  86 #endif
  87 #include <sys/syscallsubr.h>
  88 #include <sys/sysctl.h>
  89 #include <sys/sysent.h>
  90 #include <sys/sysproto.h>
  91 #include <sys/ucontext.h>
  92 #include <sys/vmmeter.h>
  93
  94 #include <vm/vm.h>
  95 #include <vm/vm_extern.h>
  96 #include <vm/vm_kern.h>
  97 #include <vm/vm_page.h>
  98 #include <vm/vm_map.h>
  99 #include <vm/vm_object.h>
 100 #include <vm/vm_pager.h>
 101 #include <vm/vm_param.h>
 102
 103 #ifdef DDB
 104 #ifndef KDB
 105 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 106 #endif
 107 #include <ddb/ddb.h>
 108 #include <ddb/db_sym.h>
 109 #endif
 110
 111 #include <net/netisr.h>
 112
 113 #include <machine/clock.h>
 114 #include <machine/cpu.h>
 115 #include <machine/cputypes.h>
 116 #include <machine/intr_machdep.h>
 117 #include <x86/mca.h>
 118 #include <machine/md_var.h>
 119 #include <machine/metadata.h>
 120 #include <machine/mp_watchdog.h>
 121 #include <machine/pc/bios.h>
 122 #include <machine/pcb.h>
 123 #include <machine/proc.h>
 124 #include <machine/reg.h>
 125 #include <machine/sigframe.h>
 126 #include <machine/specialreg.h>
 127 #ifdef PERFMON
 128 #include <machine/perfmon.h>
 129 #endif
 130 #include <machine/tss.h>
 131 #ifdef SMP
 132 #include <machine/smp.h>
 133 #endif
 134
 135 #ifdef DEV_ATPIC
 136 #include <x86/isa/icu.h>
 137 #else
 138 #include <machine/apicvar.h>
 139 #endif
 140
 141 #include <isa/isareg.h>
 142 #include <isa/rtc.h>
 143
 144 /* Sanity check for __curthread() */
 145 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 146
 147 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 148
 149 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 150 extern void identify_cpu(void);
 151 extern void panicifcpuunsupported(void);
 152
 153 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 154 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 155
 156 static void cpu_startup(void *);
 157 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 158     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 159 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
 160     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 161 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 162
 163 /*
 164  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 165  * the physical address at which the kernel is loaded.
 166  */
 167 extern char kernphys[];
 168 #ifdef DDB
 169 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 170 #endif
 171
 172 struct msgbuf *msgbufp;
 173
 174 /* Intel ICH registers */
 175 #define ICH_PMBASE      0x400
 176 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 177
 178 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 179
 180 int cold = 1;
 181
 182 long Maxmem = 0;
 183 long realmem = 0;
 184
 185 /*
 186  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 187  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 188  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 189  * PHYSSEG entries.
 190  */
 191 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 192
 193 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 194 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 195
 196 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 197 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 198 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 199
 200 struct kva_md_info kmi;
 201
 202 static struct trapframe proc0_tf;
 203 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 204
 205 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 206
 207 struct mtx icu_lock;
 208
 209 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 210
 211 static void
 212 cpu_startup(dummy)
 213         void *dummy;
 214 {
 215         uintmax_t memsize;
 216         char *sysenv;
 217
 218         /*
 219          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 220          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 221          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 222          * start the APs.
 223          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 224          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 225          */
 226         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 227         if (sysenv != NULL) {
 228                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 229                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 230                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 231                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 232                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 233                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 234                         if (bootverbose)
 235                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 236                                     "Intel ICH.\n");
 237                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 238                 }
 239                 freeenv(sysenv);
 240         }
 241
 242         /*
 243          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 244          */
 245         startrtclock();
 246         printcpuinfo();
 247         panicifcpuunsupported();
 248 #ifdef PERFMON
 249         perfmon_init();
 250 #endif
 251         realmem = Maxmem;
 252
 253         /*
 254          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 255          */
 256         memsize = 0;
 257         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 258         if (sysenv != NULL) {
 259                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 260                 freeenv(sysenv);
 261         }
 262         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 263                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 264         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 265
 266         /*
 267          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 268          */
 269         if (bootverbose) {
 270                 int indx;
 271
 272                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 273                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 274                         vm_paddr_t size;
 275
 276                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 277                         printf(
 278                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 279                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 280                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 281                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 282                 }
 283         }
 284
 285         vm_ksubmap_init(&kmi);
 286
 287         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 288             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 289             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 290
 291         /*
 292          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 293          */
 294         bufinit();
 295         vm_pager_bufferinit();
 296
 297         cpu_setregs();
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Send an interrupt to process.
 302  *
 303  * Stack is set up to allow sigcode stored
 304  * at top to call routine, followed by call
 305  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 306  * resets the signal mask, the stack, and the
 307  * frame pointer, it returns to the user
 308  * specified pc, psl.
 309  */
 310 void
 311 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 312 {
 313         struct sigframe sf, *sfp;
 314         struct pcb *pcb;
 315         struct proc *p;
 316         struct thread *td;
 317         struct sigacts *psp;
 318         char *sp;
 319         struct trapframe *regs;
 320         char *xfpusave;
 321         size_t xfpusave_len;
 322         int sig;
 323         int oonstack;
 324
 325         td = curthread;
 326         pcb = td->td_pcb;
 327         p = td->td_proc;
 328         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 329         sig = ksi->ksi_signo;
 330         psp = p->p_sigacts;
 331         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 332         regs = td->td_frame;
 333         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 334
 335         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 336                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 337                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 338         } else {
 339                 xfpusave_len = 0;
 340                 xfpusave = NULL;
 341         }
 342
 343         /* Save user context. */
 344         bzero(&sf, sizeof(sf));
 345         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 346         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 347         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 348             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 349         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 350         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 351         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 352         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 353         fpstate_drop(td);
 354         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 355         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 356         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 357             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 358         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 359
 360         /* Allocate space for the signal handler context. */
 361         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 362             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 363                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 364 #if defined(COMPAT_43)
 365                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 366 #endif
 367         } else
 368                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 369         if (xfpusave != NULL) {
 370                 sp -= xfpusave_len;
 371                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 372                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 373         }
 374         sp -= sizeof(struct sigframe);
 375         /* Align to 16 bytes. */
 376         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 377
 378         /* Translate the signal if appropriate. */
 379         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 380                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 381
 382         /* Build the argument list for the signal handler. */
 383         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 384         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 385         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 386         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 387                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 388                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 389                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 390
 391                 /* Fill in POSIX parts */
 392                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 393                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 394                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 395         } else {
 396                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 397                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 398                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 399                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 400         }
 401         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 402         PROC_UNLOCK(p);
 403
 404         /*
 405          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 406          */
 407         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 408             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 409             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 410             != 0)) {
 411 #ifdef DEBUG
 412                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 413 #endif
 414                 PROC_LOCK(p);
 415                 sigexit(td, SIGILL);
 416         }
 417
 418         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 419         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 420         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 421         regs->tf_cs = _ucodesel;
 422         regs->tf_ds = _udatasel;
 423         regs->tf_es = _udatasel;
 424         regs->tf_fs = _ufssel;
 425         regs->tf_gs = _ugssel;
 426         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 427         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 428         PROC_LOCK(p);
 429         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 430 }
 431
 432 /*
 433  * System call to cleanup state after a signal
 434  * has been taken.  Reset signal mask and
 435  * stack state from context left by sendsig (above).
 436  * Return to previous pc and psl as specified by
 437  * context left by sendsig. Check carefully to
 438  * make sure that the user has not modified the
 439  * state to gain improper privileges.
 440  *
 441  * MPSAFE
 442  */
 443 int
 444 sys_sigreturn(td, uap)
 445         struct thread *td;
 446         struct sigreturn_args /* {
 447                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 448         } */ *uap;
 449 {
 450         ucontext_t uc;
 451         struct pcb *pcb;
 452         struct proc *p;
 453         struct trapframe *regs;
 454         ucontext_t *ucp;
 455         char *xfpustate;
 456         size_t xfpustate_len;
 457         long rflags;
 458         int cs, error, ret;
 459         ksiginfo_t ksi;
 460
 461         pcb = td->td_pcb;
 462         p = td->td_proc;
 463
 464         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 465         if (error != 0) {
 466                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 467                     p->p_pid, td->td_name);
 468                 return (error);
 469         }
 470         ucp = &uc;
 471         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 472                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 473                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 474                 return (EINVAL);
 475         }
 476         regs = td->td_frame;
 477         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 478         /*
 479          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 480          */
 481         /*
 482          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 483          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 484          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 485          * the signal context during signal handling and there is no
 486          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 487          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 488          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 489          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 490          */
 491         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 492                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 493                     td->td_name, rflags);
 494                 return (EINVAL);
 495         }
 496
 497         /*
 498          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 499          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 500          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 501          */
 502         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 503         if (!CS_SECURE(cs)) {
 504                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 505                     td->td_name, cs);
 506                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 507                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 508                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 509                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 510                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 511                 trapsignal(td, &ksi);
 512                 return (EINVAL);
 513         }
 514
 515         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 516                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 517                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 518                     sizeof(struct savefpu)) {
 519                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 520                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 521                         return (EINVAL);
 522                 }
 523                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 524                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 525                     xfpustate, xfpustate_len);
 526                 if (error != 0) {
 527                         uprintf(
 528         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 529                             p->p_pid, td->td_name);
 530                         return (error);
 531                 }
 532         } else {
 533                 xfpustate = NULL;
 534                 xfpustate_len = 0;
 535         }
 536         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 537         if (ret != 0) {
 538                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 539                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 540                 return (ret);
 541         }
 542         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 543         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 544         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 545
 546 #if defined(COMPAT_43)
 547         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 548                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 549         else
 550                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 551 #endif
 552
 553         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 554         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 555         return (EJUSTRETURN);
 556 }
 557
 558 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 559 int
 560 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 561 {
 562
 563         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 564 }
 565 #endif
 566
 567
 568 /*
 569  * Machine dependent boot() routine
 570  *
 571  * I haven't seen anything to put here yet
 572  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 573  */
 574 void
 575 cpu_boot(int howto)
 576 {
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 581  * be made coherent later.
 582  */
 583 void
 584 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 585 {
 586         /* Not applicable */
 587 }
 588
 589 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 590 int
 591 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 592 {
 593         uint64_t tsc1, tsc2;
 594         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 595         register_t reg;
 596
 597         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 598                 return (EINVAL);
 599
 600         /*
 601          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 602          * DELAY(9) based logic fails.
 603          */
 604         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 605                 return (EOPNOTSUPP);
 606
 607 #ifdef SMP
 608         if (smp_cpus > 1) {
 609                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 610                 thread_lock(curthread);
 611                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 612                 thread_unlock(curthread);
 613         }
 614 #endif
 615
 616         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 617         reg = intr_disable();
 618         if (tsc_is_invariant) {
 619                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 620                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 621                 tsc1 = rdtsc();
 622                 DELAY(1000);
 623                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 624                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 625                 tsc2 = rdtsc();
 626                 intr_restore(reg);
 627                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 628                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 629         } else {
 630                 tsc1 = rdtsc();
 631                 DELAY(1000);
 632                 tsc2 = rdtsc();
 633                 intr_restore(reg);
 634                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 635         }
 636
 637 #ifdef SMP
 638         if (smp_cpus > 1) {
 639                 thread_lock(curthread);
 640                 sched_unbind(curthread);
 641                 thread_unlock(curthread);
 642         }
 643 #endif
 644
 645         return (0);
 646 }
 647
 648 /*
 649  * Shutdown the CPU as much as possible
 650  */
 651 void
 652 cpu_halt(void)
 653 {
 654         for (;;)
 655                 halt();
 656 }
 657
 658 void (*cpu_idle_hook)(void) = NULL;     /* ACPI idle hook. */
 659 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 660 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 661 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 662 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 663     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 664
 665 #define STATE_RUNNING   0x0
 666 #define STATE_MWAIT     0x1
 667 #define STATE_SLEEPING  0x2
 668
 669 static void
 670 cpu_idle_acpi(int busy)
 671 {
 672         int *state;
 673
 674         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 675         *state = STATE_SLEEPING;
 676
 677         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 678         disable_intr();
 679         if (sched_runnable())
 680                 enable_intr();
 681         else if (cpu_idle_hook)
 682                 cpu_idle_hook();
 683         else
 684                 __asm __volatile("sti; hlt");
 685         *state = STATE_RUNNING;
 686 }
 687
 688 static void
 689 cpu_idle_hlt(int busy)
 690 {
 691         int *state;
 692
 693         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 694         *state = STATE_SLEEPING;
 695
 696         /*
 697          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 698          * an interrupt fires during that critical section we may have
 699          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 700          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 701          * To handle this race, check for a runnable thread after
 702          * disabling interrupts and immediately return if one is
 703          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 704          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 705          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 706          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 707          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 708          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 709          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 710          * interrupt.
 711          */
 712         disable_intr();
 713         if (sched_runnable())
 714                 enable_intr();
 715         else
 716                 __asm __volatile("sti; hlt");
 717         *state = STATE_RUNNING;
 718 }
 719
 720 /*
 721  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 722  */
 723 #define MWAIT_C0        0xf0
 724 #define MWAIT_C1        0x00
 725 #define MWAIT_C2        0x10
 726 #define MWAIT_C3        0x20
 727 #define MWAIT_C4        0x30
 728
 729 static void
 730 cpu_idle_mwait(int busy)
 731 {
 732         int *state;
 733
 734         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 735         *state = STATE_MWAIT;
 736
 737         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 738         disable_intr();
 739         if (sched_runnable()) {
 740                 enable_intr();
 741                 *state = STATE_RUNNING;
 742                 return;
 743         }
 744         cpu_monitor(state, 0, 0);
 745         if (*state == STATE_MWAIT)
 746                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 747         else
 748                 enable_intr();
 749         *state = STATE_RUNNING;
 750 }
 751
 752 static void
 753 cpu_idle_spin(int busy)
 754 {
 755         int *state;
 756         int i;
 757
 758         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 759         *state = STATE_RUNNING;
 760
 761         /*
 762          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 763          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 764          * (and it is much better than missing the check at all).
 765          */
 766         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 767                 if (sched_runnable())
 768                         return;
 769                 cpu_spinwait();
 770         }
 771 }
 772
 773 /*
 774  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 775  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 776  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 777  *
 778  * Reference:
 779  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 780  *   #32559 revision 3.00+
 781  */
 782 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 783 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 784 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 785 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 786
 787 static void
 788 cpu_probe_amdc1e(void)
 789 {
 790
 791         /*
 792          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 793          * dual-cores (or future) k8 family.
 794          */
 795         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 796             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 797             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 798                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 799         }
 800 }
 801
 802 void (*cpu_idle_fn)(int) = cpu_idle_acpi;
 803
 804 void
 805 cpu_idle(int busy)
 806 {
 807         uint64_t msr;
 808
 809         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 810             busy, curcpu);
 811 #ifdef MP_WATCHDOG
 812         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 813 #endif
 814         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 815         if (busy) {
 816                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 817                         cpu_idle_mwait(busy);
 818                         goto out;
 819                 }
 820         }
 821
 822         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 823         if (!busy) {
 824                 critical_enter();
 825                 cpu_idleclock();
 826         }
 827
 828         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 829         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 830                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 831                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 832                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 833         }
 834
 835         /* Call main idle method. */
 836         cpu_idle_fn(busy);
 837
 838         /* Switch timers mack into active mode. */
 839         if (!busy) {
 840                 cpu_activeclock();
 841                 critical_exit();
 842         }
 843 out:
 844         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 845             busy, curcpu);
 846 }
 847
 848 int
 849 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 850 {
 851         struct pcpu *pcpu;
 852         int *state;
 853
 854         pcpu = pcpu_find(cpu);
 855         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 856         /*
 857          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 858          * simply result in unnecessary IPIs.
 859          */
 860         if (*state == STATE_SLEEPING)
 861                 return (0);
 862         if (*state == STATE_MWAIT)
 863                 *state = STATE_RUNNING;
 864         return (1);
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Ordered by speed/power consumption.
 869  */
 870 struct {
 871         void    *id_fn;
 872         char    *id_name;
 873 } idle_tbl[] = {
 874         { cpu_idle_spin, "spin" },
 875         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 876         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 877         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 878         { NULL, NULL }
 879 };
 880
 881 static int
 882 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 883 {
 884         char *avail, *p;
 885         int error;
 886         int i;
 887
 888         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 889         p = avail;
 890         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 891                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 892                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 893                         continue;
 894                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 895                     cpu_idle_hook == NULL)
 896                         continue;
 897                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 898                     idle_tbl[i].id_name);
 899         }
 900         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 901         free(avail, M_TEMP);
 902         return (error);
 903 }
 904
 905 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 906     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 907
 908 static int
 909 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 910 {
 911         char buf[16];
 912         int error;
 913         char *p;
 914         int i;
 915
 916         p = "unknown";
 917         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 918                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 919                         p = idle_tbl[i].id_name;
 920                         break;
 921                 }
 922         }
 923         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 924         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 925         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 926                 return (error);
 927         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 928                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 929                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 930                         continue;
 931                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 932                     cpu_idle_hook == NULL)
 933                         continue;
 934                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 935                         continue;
 936                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 937                 return (0);
 938         }
 939         return (EINVAL);
 940 }
 941
 942 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 943     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 944
 945 /*
 946  * Reset registers to default values on exec.
 947  */
 948 void
 949 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 950 {
 951         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 952         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 953
 954         mtx_lock(&dt_lock);
 955         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 956                 user_ldt_free(td);
 957         else
 958                 mtx_unlock(&dt_lock);
 959
 960         pcb->pcb_fsbase = 0;
 961         pcb->pcb_gsbase = 0;
 962         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT | PCB_GS32BIT);
 963         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 964         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 965
 966         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 967         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 968         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 969         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 970         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 971         regs->tf_ss = _udatasel;
 972         regs->tf_cs = _ucodesel;
 973         regs->tf_ds = _udatasel;
 974         regs->tf_es = _udatasel;
 975         regs->tf_fs = _ufssel;
 976         regs->tf_gs = _ugssel;
 977         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 978         td->td_retval[1] = 0;
 979
 980         /*
 981          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 982          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 983          */
 984         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 985                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 986                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 987                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 988                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 989                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 990                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 991                 if (pcb == PCPU_GET(curpcb)) {
 992                         /*
 993                          * Clear the debug registers on the running
 994                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 995                          * the next process we switch to.
 996                          */
 997                         reset_dbregs();
 998                 }
 999                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1000         }
1001
1002         /*
1003          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1004          * clean FP state if it uses the FPU again.
1005          */
1006         fpstate_drop(td);
1007 }
1008
1009 void
1010 cpu_setregs(void)
1011 {
1012         register_t cr0;
1013
1014         cr0 = rcr0();
1015         /*
1016          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1017          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1018          */
1019         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1020         load_cr0(cr0);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1025  */
1026
1027 /*
1028  * Initialize segments & interrupt table
1029  */
1030
1031 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1032 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1033 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1034
1035 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1036
1037 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1038 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1039
1040 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1041
1042 /*
1043  * Software prototypes -- in more palatable form.
1044  *
1045  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1046  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1047  */
1048 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1049 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1050 {       .ssd_base = 0x0,
1051         .ssd_limit = 0x0,
1052         .ssd_type = 0,
1053         .ssd_dpl = 0,
1054         .ssd_p = 0,
1055         .ssd_long = 0,
1056         .ssd_def32 = 0,
1057         .ssd_gran = 0           },
1058 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1059 {       .ssd_base = 0x0,
1060         .ssd_limit = 0x0,
1061         .ssd_type = 0,
1062         .ssd_dpl = 0,
1063         .ssd_p = 0,
1064         .ssd_long = 0,
1065         .ssd_def32 = 0,
1066         .ssd_gran = 0           },
1067 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1068 {       .ssd_base = 0x0,
1069         .ssd_limit = 0xfffff,
1070         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1071         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1072         .ssd_p = 1,
1073         .ssd_long = 0,
1074         .ssd_def32 = 1,
1075         .ssd_gran = 1           },
1076 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1077 {       .ssd_base = 0x0,
1078         .ssd_limit = 0xfffff,
1079         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1080         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1081         .ssd_p = 1,
1082         .ssd_long = 0,
1083         .ssd_def32 = 1,
1084         .ssd_gran = 1           },
1085 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1086 {       .ssd_base = 0x0,
1087         .ssd_limit = 0xfffff,
1088         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1089         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1090         .ssd_p = 1,
1091         .ssd_long = 1,
1092         .ssd_def32 = 0,
1093         .ssd_gran = 1           },
1094 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1095 {       .ssd_base = 0x0,
1096         .ssd_limit = 0xfffff,
1097         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1098         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1099         .ssd_p = 1,
1100         .ssd_long = 1,
1101         .ssd_def32 = 0,
1102         .ssd_gran = 1           },
1103 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1104 {       .ssd_base = 0x0,
1105         .ssd_limit = 0xfffff,
1106         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1107         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1108         .ssd_p = 1,
1109         .ssd_long = 0,
1110         .ssd_def32 = 1,
1111         .ssd_gran = 1           },
1112 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1113 {       .ssd_base = 0x0,
1114         .ssd_limit = 0xfffff,
1115         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1116         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1117         .ssd_p = 1,
1118         .ssd_long = 0,
1119         .ssd_def32 = 1,
1120         .ssd_gran = 1           },
1121 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1122 {       .ssd_base = 0x0,
1123         .ssd_limit = 0xfffff,
1124         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1125         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1126         .ssd_p = 1,
1127         .ssd_long = 1,
1128         .ssd_def32 = 0,
1129         .ssd_gran = 1           },
1130 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1131 {       .ssd_base = 0x0,
1132         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1133         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1134         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1135         .ssd_p = 1,
1136         .ssd_long = 0,
1137         .ssd_def32 = 0,
1138         .ssd_gran = 0           },
1139 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1140 {       .ssd_base = 0x0,
1141         .ssd_limit = 0x0,
1142         .ssd_type = 0,
1143         .ssd_dpl = 0,
1144         .ssd_p = 0,
1145         .ssd_long = 0,
1146         .ssd_def32 = 0,
1147         .ssd_gran = 0           },
1148 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1149 {       .ssd_base = 0x0,
1150         .ssd_limit = 0x0,
1151         .ssd_type = 0,
1152         .ssd_dpl = 0,
1153         .ssd_p = 0,
1154         .ssd_long = 0,
1155         .ssd_def32 = 0,
1156         .ssd_gran = 0           },
1157 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1158 {       .ssd_base = 0x0,
1159         .ssd_limit = 0x0,
1160         .ssd_type = 0,
1161         .ssd_dpl = 0,
1162         .ssd_p = 0,
1163         .ssd_long = 0,
1164         .ssd_def32 = 0,
1165         .ssd_gran = 0           },
1166 };
1167
1168 void
1169 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1170         int idx;
1171         inthand_t *func;
1172         int typ;
1173         int dpl;
1174         int ist;
1175 {
1176         struct gate_descriptor *ip;
1177
1178         ip = idt + idx;
1179         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1180         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1181         ip->gd_ist = ist;
1182         ip->gd_xx = 0;
1183         ip->gd_type = typ;
1184         ip->gd_dpl = dpl;
1185         ip->gd_p = 1;
1186         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1187 }
1188
1189 extern inthand_t
1190         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1191         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1192         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1193         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1194         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1195 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1196         IDTVEC(dtrace_ret),
1197 #endif
1198         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1199
1200 #ifdef DDB
1201 /*
1202  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1203  * the default 'rsvd' entry point.
1204  */
1205 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1206 {
1207         struct gate_descriptor *ip;
1208         int idx;
1209         uintptr_t func;
1210
1211         ip = idt;
1212         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1213                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1214                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1215                         db_printf("%3d\t", idx);
1216                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1217                         db_printf("\n");
1218                 }
1219                 ip++;
1220         }
1221 }
1222 #endif
1223
1224 void
1225 sdtossd(sd, ssd)
1226         struct user_segment_descriptor *sd;
1227         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1228 {
1229
1230         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1231         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1232         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1233         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1234         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1235         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1236         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1237         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1238 }
1239
1240 void
1241 ssdtosd(ssd, sd)
1242         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1243         struct user_segment_descriptor *sd;
1244 {
1245
1246         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1247         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1248         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1249         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1250         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1251         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1252         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1253         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1254         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1255         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1256 }
1257
1258 void
1259 ssdtosyssd(ssd, sd)
1260         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1261         struct system_segment_descriptor *sd;
1262 {
1263
1264         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1265         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1266         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1267         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1268         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1269         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1270         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1271         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1272 }
1273
1274 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1275 #include <isa/isavar.h>
1276 #include <isa/isareg.h>
1277 /*
1278  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1279  * and is only suitable for use at probe time.
1280  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1281  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1282  * implementation in the apic driver code, if at all.
1283  */
1284 intrmask_t
1285 isa_irq_pending(void)
1286 {
1287         u_char irr1;
1288         u_char irr2;
1289
1290         irr1 = inb(IO_ICU1);
1291         irr2 = inb(IO_ICU2);
1292         return ((irr2 << 8) | irr1);
1293 }
1294 #endif
1295
1296 u_int basemem;
1297
1298 static int
1299 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1300 {
1301         int i, insert_idx, physmap_idx;
1302
1303         physmap_idx = *physmap_idxp;
1304
1305         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1306                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1307                     smap->type, smap->base, smap->length);
1308
1309         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1310                 return (1);
1311
1312         if (smap->length == 0)
1313                 return (0);
1314
1315         /*
1316          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1317          * assuming the new entry will be added to the end.
1318          */
1319         insert_idx = physmap_idx + 2;
1320         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1321                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1322                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1323                                 insert_idx = i;
1324                                 break;
1325                         }
1326                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1327                                 printf(
1328                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1329                         return (1);
1330                 }
1331         }
1332
1333         /* See if we can prepend to the next entry. */
1334         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1335             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1336                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1337                 return (1);
1338         }
1339
1340         /* See if we can append to the previous entry. */
1341         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1342                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1343                 return (1);
1344         }
1345
1346         physmap_idx += 2;
1347         *physmap_idxp = physmap_idx;
1348         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1349                 printf(
1350                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1351                 return (0);
1352         }
1353
1354         /*
1355          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1356          * entry if needed.
1357          */
1358         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1359                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1360                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1361         }
1362
1363         /* Insert the new entry. */
1364         physmap[insert_idx] = smap->base;
1365         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1366         return (1);
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1371  * available physical memory in the system, then test this memory and
1372  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1373  *
1374  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1375  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1376  *
1377  * XXX first should be vm_paddr_t.
1378  */
1379 static void
1380 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1381 {
1382         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1383         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1384         u_long physmem_tunable, memtest;
1385         pt_entry_t *pte;
1386         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1387         u_int32_t smapsize;
1388         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1389
1390         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1391         basemem = 0;
1392         physmap_idx = 0;
1393
1394         /*
1395          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1396          *
1397          * subr_module.c says:
1398          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1399          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1400          */
1401         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1402             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1403         if (smapbase == NULL)
1404                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1405
1406         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1407         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1408
1409         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1410                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1411                         break;
1412
1413         /*
1414          * Find the 'base memory' segment for SMP
1415          */
1416         basemem = 0;
1417         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1418                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1419                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1420                         break;
1421                 }
1422         }
1423         if (basemem == 0)
1424                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1425
1426 #ifdef SMP
1427         /* make hole for AP bootstrap code */
1428         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1429 #endif
1430
1431         /*
1432          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1433          * highest page of the physical address space.  It should be
1434          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1435          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1436          */
1437         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1438
1439 #ifdef MAXMEM
1440         Maxmem = MAXMEM / 4;
1441 #endif
1442
1443         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1444                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1445
1446         /*
1447          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1448          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1449          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1450          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1451          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1452          */
1453         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1454         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1455
1456         /*
1457          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1458          * in the system.
1459          */
1460         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1461                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1462
1463         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1464             (boothowto & RB_VERBOSE))
1465                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1466
1467         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1468         pmap_bootstrap(&first);
1469
1470         /*
1471          * Size up each available chunk of physical memory.
1472          */
1473         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1474         pa_indx = 0;
1475         da_indx = 1;
1476         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1477         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1478         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1479         pte = CMAP1;
1480
1481         /*
1482          * Get dcons buffer address
1483          */
1484         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1485             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1486                 dcons_addr = 0;
1487
1488         /*
1489          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1490          * round up the start address and round down the end address.
1491          */
1492         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1493                 vm_paddr_t end;
1494
1495                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1496                 if (physmap[i + 1] < end)
1497                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1498                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1499                         int tmp, page_bad, full;
1500                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1501
1502                         full = FALSE;
1503                         /*
1504                          * block out kernel memory as not available.
1505                          */
1506                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1507                                 goto do_dump_avail;
1508
1509                         /*
1510                          * block out dcons buffer
1511                          */
1512                         if (dcons_addr > 0
1513                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1514                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1515                                 goto do_dump_avail;
1516
1517                         page_bad = FALSE;
1518                         if (memtest == 0)
1519                                 goto skip_memtest;
1520
1521                         /*
1522                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1523                          */
1524                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1525                         invltlb();
1526
1527                         tmp = *(int *)ptr;
1528                         /*
1529                          * Test for alternating 1's and 0's
1530                          */
1531                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1532                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1533                                 page_bad = TRUE;
1534                         /*
1535                          * Test for alternating 0's and 1's
1536                          */
1537                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1538                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1539                                 page_bad = TRUE;
1540                         /*
1541                          * Test for all 1's
1542                          */
1543                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1544                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1545                                 page_bad = TRUE;
1546                         /*
1547                          * Test for all 0's
1548                          */
1549                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1550                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1551                                 page_bad = TRUE;
1552                         /*
1553                          * Restore original value.
1554                          */
1555                         *(int *)ptr = tmp;
1556
1557 skip_memtest:
1558                         /*
1559                          * Adjust array of valid/good pages.
1560                          */
1561                         if (page_bad == TRUE)
1562                                 continue;
1563                         /*
1564                          * If this good page is a continuation of the
1565                          * previous set of good pages, then just increase
1566                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1567                          * Note that "end" points one higher than end,
1568                          * making the range >= start and < end.
1569                          * If we're also doing a speculative memory
1570                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1571                          * so that we keep going. The first bad page
1572                          * will terminate the loop.
1573                          */
1574                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1575                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1576                         } else {
1577                                 pa_indx++;
1578                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1579                                         printf(
1580                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1581                                         pa_indx--;
1582                                         full = TRUE;
1583                                         goto do_dump_avail;
1584                                 }
1585                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1586                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1587                         }
1588                         physmem++;
1589 do_dump_avail:
1590                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1591                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1592                         } else {
1593                                 da_indx++;
1594                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1595                                         da_indx--;
1596                                         goto do_next;
1597                                 }
1598                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1599                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1600                         }
1601 do_next:
1602                         if (full)
1603                                 break;
1604                 }
1605         }
1606         *pte = 0;
1607         invltlb();
1608
1609         /*
1610          * XXX
1611          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1612          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1613          * calculation, etc.).
1614          */
1615         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1616             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1617                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1618                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1619                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1620         }
1621
1622         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1623
1624         /* Trim off space for the message buffer. */
1625         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1626
1627         /* Map the message buffer. */
1628         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1629 }
1630
1631 u_int64_t
1632 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1633 {
1634         caddr_t kmdp;
1635         int gsel_tss, x;
1636         struct pcpu *pc;
1637         struct nmi_pcpu *np;
1638         struct xstate_hdr *xhdr;
1639         u_int64_t msr;
1640         char *env;
1641         size_t kstack0_sz;
1642
1643         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1644         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1645         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1646         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1647         physfree += kstack0_sz;
1648
1649         /*
1650          * This may be done better later if it gets more high level
1651          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1652          */
1653         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1654
1655         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1656         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1657         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1658         if (kmdp == NULL)
1659                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1660         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1661         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1662 #ifdef DDB
1663         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1664         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1665 #endif
1666
1667         /* Init basic tunables, hz etc */
1668         init_param1();
1669
1670         /*
1671          * make gdt memory segments
1672          */
1673         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1674                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1675                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1676                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1677         }
1678         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1679         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1680             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1681
1682         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1683         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1684         lgdt(&r_gdt);
1685         pc = &__pcpu[0];
1686
1687         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1688         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1689         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1690
1691         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1692         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1693         physfree += DPCPU_SIZE;
1694         PCPU_SET(prvspace, pc);
1695         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1696         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1697         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1698         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1699         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1700         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1701         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1702
1703         /*
1704          * Initialize mutexes.
1705          *
1706          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1707          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1708          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1709          *           under witness.
1710          */
1711         mutex_init();
1712         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1713         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1714
1715         /* exceptions */
1716         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1717                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1718         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1719         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1720         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1721         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1722         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1723         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1724         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1725         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1726         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1727         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1729         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1730         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1731         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1738         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1739 #endif
1740
1741         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1742         r_idt.rd_base = (long) idt;
1743         lidt(&r_idt);
1744
1745         /*
1746          * Initialize the i8254 before the console so that console
1747          * initialization can use DELAY().
1748          */
1749         i8254_init();
1750
1751         /*
1752          * Initialize the console before we print anything out.
1753          */
1754         cninit();
1755
1756 #ifdef DEV_ISA
1757 #ifdef DEV_ATPIC
1758         elcr_probe();
1759         atpic_startup();
1760 #else
1761         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1762         atpic_reset();
1763
1764         /*
1765          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1766          * interrupt handler.
1767          */
1768         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1769         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1770 #endif
1771 #else
1772 #error "have you forgotten the isa device?";
1773 #endif
1774
1775         kdb_init();
1776
1777 #ifdef KDB
1778         if (boothowto & RB_KDB)
1779                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1780                     "Boot flags requested debugger");
1781 #endif
1782
1783         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1784         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1785         initializecpucache();
1786
1787         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1788         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1789
1790         /*
1791          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1792          * above the start of the ist2 stack.
1793          */
1794         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1795         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1796         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1797
1798         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1799         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1800             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1801
1802         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1803         ltr(gsel_tss);
1804
1805         /* Set up the fast syscall stuff */
1806         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1807         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1808         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1809         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1810         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1811               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1812         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1813         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1814
1815         getmemsize(kmdp, physfree);
1816         init_param2(physmem);
1817
1818         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1819
1820         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1821         fpuinit();
1822
1823         /*
1824          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
1825          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
1826          * area.
1827          */
1828         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
1829         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
1830         if (use_xsave) {
1831                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
1832                     1);
1833                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
1834         }
1835         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1836         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
1837         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1838         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1839         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1840         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1841
1842         /* transfer to user mode */
1843
1844         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1845         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1846         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1847         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1848         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1849
1850         load_ds(_udatasel);
1851         load_es(_udatasel);
1852         load_fs(_ufssel);
1853
1854         /* setup proc 0's pcb */
1855         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1856         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1857         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1858
1859         env = getenv("kernelname");
1860         if (env != NULL)
1861                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1862
1863 #ifdef XENHVM
1864         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1865                 if (bootverbose)
1866                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1867                 outw(0x10, 3);
1868         }
1869 #endif
1870
1871         cpu_probe_amdc1e();
1872
1873         /* Location of kernel stack for locore */
1874         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1875 }
1876
1877 void
1878 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1879 {
1880
1881         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1882 }
1883
1884 void
1885 spinlock_enter(void)
1886 {
1887         struct thread *td;
1888         register_t flags;
1889
1890         td = curthread;
1891         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1892                 flags = intr_disable();
1893                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1894                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1895         } else
1896                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1897         critical_enter();
1898 }
1899
1900 void
1901 spinlock_exit(void)
1902 {
1903         struct thread *td;
1904         register_t flags;
1905
1906         td = curthread;
1907         critical_exit();
1908         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1909         td->td_md.md_spinlock_count--;
1910         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1911                 intr_restore(flags);
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1916  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1917  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1918  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1919  * enough for a backtrace.
1920  */
1921 void
1922 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1923 {
1924
1925         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1926         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1927         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1928         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1929         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1930         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1931         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1932         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1933 }
1934
1935 int
1936 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1937 {
1938         td->td_frame->tf_rip = addr;
1939         return (0);
1940 }
1941
1942 int
1943 ptrace_single_step(struct thread *td)
1944 {
1945         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1946         return (0);
1947 }
1948
1949 int
1950 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1951 {
1952         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1953         return (0);
1954 }
1955
1956 int
1957 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1958 {
1959         struct trapframe *tp;
1960
1961         tp = td->td_frame;
1962         return (fill_frame_regs(tp, regs));
1963 }
1964
1965 int
1966 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
1967 {
1968         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1969         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1970         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1971         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1972         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1973         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1974         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1975         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1976         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1977         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1978         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1979         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1980         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1981         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1982         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1983         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1984         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1985         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1986         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1987         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1988         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
1989                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
1990                 regs->r_es = tp->tf_es;
1991                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
1992                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
1993         } else {
1994                 regs->r_ds = 0;
1995                 regs->r_es = 0;
1996                 regs->r_fs = 0;
1997                 regs->r_gs = 0;
1998         }
1999         return (0);
2000 }
2001
2002 int
2003 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2004 {
2005         struct trapframe *tp;
2006         register_t rflags;
2007
2008         tp = td->td_frame;
2009         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2010         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2011                 return (EINVAL);
2012         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2013         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2014         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2015         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2016         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2017         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2018         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2019         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2020         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2021         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2022         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2023         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2024         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2025         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2026         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2027         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2028         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2029         tp->tf_rflags = rflags;
2030         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2031         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2032         if (0) {        /* XXXKIB */
2033                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2034                 tp->tf_es = regs->r_es;
2035                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2036                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2037                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2038                 set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2039         }
2040         return (0);
2041 }
2042
2043 /* XXX check all this stuff! */
2044 /* externalize from sv_xmm */
2045 static void
2046 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2047 {
2048         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2049         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2050         int i;
2051
2052         /* pcb -> fpregs */
2053         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2054
2055         /* FPU control/status */
2056         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2057         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2058         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2059         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2060         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2061         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2062         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2063         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2064
2065         /* FPU registers */
2066         for (i = 0; i < 8; ++i)
2067                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2068
2069         /* SSE registers */
2070         for (i = 0; i < 16; ++i)
2071                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2072 }
2073
2074 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2075 static void
2076 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2077 {
2078         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2079         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2080         int i;
2081
2082         /* fpregs -> pcb */
2083         /* FPU control/status */
2084         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2085         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2086         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2087         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2088         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2089         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2090         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2091         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2092
2093         /* FPU registers */
2094         for (i = 0; i < 8; ++i)
2095                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2096
2097         /* SSE registers */
2098         for (i = 0; i < 16; ++i)
2099                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2100 }
2101
2102 /* externalize from td->pcb */
2103 int
2104 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2105 {
2106
2107         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2108             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2109             ("not suspended thread %p", td));
2110         fpugetregs(td);
2111         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2112         return (0);
2113 }
2114
2115 /* internalize to td->pcb */
2116 int
2117 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2118 {
2119
2120         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2121         fpuuserinited(td);
2122         return (0);
2123 }
2124
2125 /*
2126  * Get machine context.
2127  */
2128 int
2129 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2130 {
2131         struct pcb *pcb;
2132         struct trapframe *tp;
2133
2134         pcb = td->td_pcb;
2135         tp = td->td_frame;
2136         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2137         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2138         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2139         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2140         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2141         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2142         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2143         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2144         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2145         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2146         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2147         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2148         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2149         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2150         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2151         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2152         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2153         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2154                 mcp->mc_rax = 0;
2155                 mcp->mc_rdx = 0;
2156                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2157         } else {
2158                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2159                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2160         }
2161         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2162         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2163         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2164         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2165         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2166         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2167         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2168         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2169         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2170         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2171         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2172         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2173         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2174         mcp->mc_xfpustate = 0;
2175         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2176         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2177         return (0);
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Set machine context.
2182  *
2183  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2184  * touch the cs selector.
2185  */
2186 int
2187 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2188 {
2189         struct pcb *pcb;
2190         struct trapframe *tp;
2191         char *xfpustate;
2192         long rflags;
2193         int ret;
2194
2195         pcb = td->td_pcb;
2196         tp = td->td_frame;
2197         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2198             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2199                 return (EINVAL);
2200         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2201             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2202         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2203                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2204                     sizeof(struct savefpu))
2205                         return (EINVAL);
2206                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2207                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2208                     mcp->mc_xfpustate_len);
2209                 if (ret != 0)
2210                         return (ret);
2211         } else
2212                 xfpustate = NULL;
2213         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2214         if (ret != 0)
2215                 return (ret);
2216         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2217         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2218         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2219         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2220         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2221         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2222         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2223         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2224         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2225         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2226         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2227         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2228         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2229         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2230         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2231         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2232         tp->tf_rflags = rflags;
2233         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2234         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2235         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2236         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2237                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2238                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2239                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2240                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2241         }
2242         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2243                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2244                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2245         }
2246         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2247         return (0);
2248 }
2249
2250 static void
2251 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2252     size_t xfpusave_len)
2253 {
2254         size_t max_len, len;
2255
2256         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2257         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate,
2258             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2259         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2260         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2261                 return;
2262         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2263         len = xfpusave_len;
2264         if (len > max_len) {
2265                 len = max_len;
2266                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2267         }
2268         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2269         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2270         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2271 }
2272
2273 static int
2274 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2275     size_t xfpustate_len)
2276 {
2277         struct savefpu *fpstate;
2278         int error;
2279
2280         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2281                 return (0);
2282         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2283                 return (EINVAL);
2284         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2285                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2286                 fpstate_drop(td);
2287                 error = 0;
2288         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2289             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2290                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2291                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2292                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2293         } else
2294                 return (EINVAL);
2295         return (error);
2296 }
2297
2298 void
2299 fpstate_drop(struct thread *td)
2300 {
2301
2302         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2303         critical_enter();
2304         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2305                 fpudrop();
2306         /*
2307          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2308          * owned it.
2309          *
2310          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2311          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2312          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2313          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2314          * have too many layers.
2315          */
2316         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2317             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2318         critical_exit();
2319 }
2320
2321 int
2322 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2323 {
2324         struct pcb *pcb;
2325
2326         if (td == NULL) {
2327                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2328                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2329                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2330                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2331                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2332                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2333         } else {
2334                 pcb = td->td_pcb;
2335                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2336                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2337                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2338                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2339                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2340                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2341         }
2342         dbregs->dr[4] = 0;
2343         dbregs->dr[5] = 0;
2344         dbregs->dr[8] = 0;
2345         dbregs->dr[9] = 0;
2346         dbregs->dr[10] = 0;
2347         dbregs->dr[11] = 0;
2348         dbregs->dr[12] = 0;
2349         dbregs->dr[13] = 0;
2350         dbregs->dr[14] = 0;
2351         dbregs->dr[15] = 0;
2352         return (0);
2353 }
2354
2355 int
2356 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2357 {
2358         struct pcb *pcb;
2359         int i;
2360
2361         if (td == NULL) {
2362                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2363                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2364                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2365                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2366                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2367                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2368         } else {
2369                 /*
2370                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2371                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2372                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2373                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2374                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2375                  */
2376                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2377                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2378                                 return (EINVAL);
2379                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2380                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2381                                 return (EINVAL);
2382                 }
2383                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2384                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2385                         return (EINVAL);
2386
2387                 pcb = td->td_pcb;
2388
2389                 /*
2390                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2391                  * process's address space.  If a process could do this, it
2392                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2393                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2394                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2395                  * process's address space.
2396                  *
2397                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2398                  * address space is written into from within the kernel
2399                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2400                  * from within kernel mode?
2401                  */
2402
2403                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2404                         /* dr0 is enabled */
2405                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2406                                 return (EINVAL);
2407                 }
2408                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2409                         /* dr1 is enabled */
2410                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2411                                 return (EINVAL);
2412                 }
2413                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2414                         /* dr2 is enabled */
2415                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2416                                 return (EINVAL);
2417                 }
2418                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2419                         /* dr3 is enabled */
2420                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2421                                 return (EINVAL);
2422                 }
2423
2424                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2425                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2426                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2427                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2428                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2429                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2430
2431                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2432         }
2433
2434         return (0);
2435 }
2436
2437 void
2438 reset_dbregs(void)
2439 {
2440
2441         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2442         load_dr0(0);
2443         load_dr1(0);
2444         load_dr2(0);
2445         load_dr3(0);
2446         load_dr6(0);
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2451  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2452  */
2453 int
2454 user_dbreg_trap(void)
2455 {
2456         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2457         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2458         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2459         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2460         int i;
2461
2462         dr7 = rdr7();
2463         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2464                 /*
2465                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2466                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2467                  * hardware debug registers
2468                  */
2469                 return 0;
2470         }
2471
2472         nbp = 0;
2473         dr6 = rdr6();
2474         bp = dr6 & 0x0000000f;
2475
2476         if (!bp) {
2477                 /*
2478                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2479                  * trap was not caused by any of the debug registers
2480                  */
2481                 return 0;
2482         }
2483
2484         /*
2485          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2486          * which ones and if any of them are user space addresses
2487          */
2488
2489         if (bp & 0x01) {
2490                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2491         }
2492         if (bp & 0x02) {
2493                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2494         }
2495         if (bp & 0x04) {
2496                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2497         }
2498         if (bp & 0x08) {
2499                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2500         }
2501
2502         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2503                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2504                         /*
2505                          * addr[i] is in user space
2506                          */
2507                         return nbp;
2508                 }
2509         }
2510
2511         /*
2512          * None of the breakpoints are in user space.
2513          */
2514         return 0;
2515 }
2516
2517 #ifdef KDB
2518
2519 /*
2520  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2521  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2522  */
2523
2524 /* silence compiler warnings */
2525 u_char inb_(u_short);
2526 void outb_(u_short, u_char);
2527
2528 u_char
2529 inb_(u_short port)
2530 {
2531         return inb(port);
2532 }
2533
2534 void
2535 outb_(u_short port, u_char data)
2536 {
2537         outb(port, data);
2538 }
2539
2540 #endif /* KDB */