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/memrange.h>
  78 #include <sys/msgbuf.h>
  79 #include <sys/mutex.h>
  80 #include <sys/pcpu.h>
  81 #include <sys/ptrace.h>
  82 #include <sys/reboot.h>
  83 #include <sys/rwlock.h>
  84 #include <sys/sched.h>
  85 #include <sys/signalvar.h>
  86 #ifdef SMP
  87 #include <sys/smp.h>
  88 #endif
  89 #include <sys/syscallsubr.h>
  90 #include <sys/sysctl.h>
  91 #include <sys/sysent.h>
  92 #include <sys/sysproto.h>
  93 #include <sys/ucontext.h>
  94 #include <sys/vmmeter.h>
  95
  96 #include <vm/vm.h>
  97 #include <vm/vm_extern.h>
  98 #include <vm/vm_kern.h>
  99 #include <vm/vm_page.h>
 100 #include <vm/vm_map.h>
 101 #include <vm/vm_object.h>
 102 #include <vm/vm_pager.h>
 103 #include <vm/vm_param.h>
 104
 105 #ifdef DDB
 106 #ifndef KDB
 107 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 108 #endif
 109 #include <ddb/ddb.h>
 110 #include <ddb/db_sym.h>
 111 #endif
 112
 113 #include <net/netisr.h>
 114
 115 #include <machine/clock.h>
 116 #include <machine/cpu.h>
 117 #include <machine/cputypes.h>
 118 #include <machine/intr_machdep.h>
 119 #include <x86/mca.h>
 120 #include <machine/md_var.h>
 121 #include <machine/metadata.h>
 122 #include <machine/mp_watchdog.h>
 123 #include <machine/pc/bios.h>
 124 #include <machine/pcb.h>
 125 #include <machine/proc.h>
 126 #include <machine/reg.h>
 127 #include <machine/sigframe.h>
 128 #include <machine/specialreg.h>
 129 #ifdef PERFMON
 130 #include <machine/perfmon.h>
 131 #endif
 132 #include <machine/tss.h>
 133 #ifdef SMP
 134 #include <machine/smp.h>
 135 #endif
 136
 137 #ifdef DEV_ATPIC
 138 #include <x86/isa/icu.h>
 139 #else
 140 #include <machine/apicvar.h>
 141 #endif
 142
 143 #include <isa/isareg.h>
 144 #include <isa/rtc.h>
 145
 146 /* Sanity check for __curthread() */
 147 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 148
 149 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 150
 151 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 152 extern void identify_cpu(void);
 153 extern void panicifcpuunsupported(void);
 154
 155 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 156 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 157
 158 static void cpu_startup(void *);
 159 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 160     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 161 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
 162     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 163 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 164
 165 /*
 166  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 167  * the physical address at which the kernel is loaded.
 168  */
 169 extern char kernphys[];
 170 #ifdef DDB
 171 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 172 #endif
 173
 174 struct msgbuf *msgbufp;
 175
 176 /* Intel ICH registers */
 177 #define ICH_PMBASE      0x400
 178 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 179
 180 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 181
 182 int cold = 1;
 183
 184 long Maxmem = 0;
 185 long realmem = 0;
 186
 187 /*
 188  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 189  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 190  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 191  * PHYSSEG entries.
 192  */
 193 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 194
 195 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 196 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 197
 198 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 199 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 200 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 201
 202 struct kva_md_info kmi;
 203
 204 static struct trapframe proc0_tf;
 205 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 206
 207 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 208
 209 struct mtx icu_lock;
 210
 211 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 212
 213 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 214
 215 static void
 216 cpu_startup(dummy)
 217         void *dummy;
 218 {
 219         uintmax_t memsize;
 220         char *sysenv;
 221
 222         /*
 223          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 224          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 225          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 226          * start the APs.
 227          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 228          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 229          */
 230         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 231         if (sysenv != NULL) {
 232                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 233                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 234                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 235                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 236                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 237                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 238                         if (bootverbose)
 239                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 240                                     "Intel ICH.\n");
 241                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 242                 }
 243                 freeenv(sysenv);
 244         }
 245
 246         /*
 247          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 248          */
 249         startrtclock();
 250         printcpuinfo();
 251         panicifcpuunsupported();
 252 #ifdef PERFMON
 253         perfmon_init();
 254 #endif
 255         realmem = Maxmem;
 256
 257         /*
 258          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 259          */
 260         memsize = 0;
 261         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 262         if (sysenv != NULL) {
 263                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 264                 freeenv(sysenv);
 265         }
 266         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 267                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 268         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 269
 270         /*
 271          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 272          */
 273         if (bootverbose) {
 274                 int indx;
 275
 276                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 277                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 278                         vm_paddr_t size;
 279
 280                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 281                         printf(
 282                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 283                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 284                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 285                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 286                 }
 287         }
 288
 289         vm_ksubmap_init(&kmi);
 290
 291         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 292             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 293             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 294
 295         /*
 296          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 297          */
 298         bufinit();
 299         vm_pager_bufferinit();
 300
 301         cpu_setregs();
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Send an interrupt to process.
 306  *
 307  * Stack is set up to allow sigcode stored
 308  * at top to call routine, followed by call
 309  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 310  * resets the signal mask, the stack, and the
 311  * frame pointer, it returns to the user
 312  * specified pc, psl.
 313  */
 314 void
 315 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 316 {
 317         struct sigframe sf, *sfp;
 318         struct pcb *pcb;
 319         struct proc *p;
 320         struct thread *td;
 321         struct sigacts *psp;
 322         char *sp;
 323         struct trapframe *regs;
 324         char *xfpusave;
 325         size_t xfpusave_len;
 326         int sig;
 327         int oonstack;
 328
 329         td = curthread;
 330         pcb = td->td_pcb;
 331         p = td->td_proc;
 332         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 333         sig = ksi->ksi_signo;
 334         psp = p->p_sigacts;
 335         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 336         regs = td->td_frame;
 337         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 338
 339         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 340                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 341                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 342         } else {
 343                 xfpusave_len = 0;
 344                 xfpusave = NULL;
 345         }
 346
 347         /* Save user context. */
 348         bzero(&sf, sizeof(sf));
 349         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 350         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 351         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 352             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 353         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 354         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 355         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 356         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 357         fpstate_drop(td);
 358         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 359         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 360         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 361             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 362         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 363
 364         /* Allocate space for the signal handler context. */
 365         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 366             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 367                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 368 #if defined(COMPAT_43)
 369                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 370 #endif
 371         } else
 372                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 373         if (xfpusave != NULL) {
 374                 sp -= xfpusave_len;
 375                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 376                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 377         }
 378         sp -= sizeof(struct sigframe);
 379         /* Align to 16 bytes. */
 380         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 381
 382         /* Translate the signal if appropriate. */
 383         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 384                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 385
 386         /* Build the argument list for the signal handler. */
 387         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 388         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 389         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 390         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 391                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 392                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 393                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 394
 395                 /* Fill in POSIX parts */
 396                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 397                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 398                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 399         } else {
 400                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 401                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 402                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 403                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 404         }
 405         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 406         PROC_UNLOCK(p);
 407
 408         /*
 409          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 410          */
 411         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 412             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 413             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 414             != 0)) {
 415 #ifdef DEBUG
 416                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 417 #endif
 418                 PROC_LOCK(p);
 419                 sigexit(td, SIGILL);
 420         }
 421
 422         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 423         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 424         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 425         regs->tf_cs = _ucodesel;
 426         regs->tf_ds = _udatasel;
 427         regs->tf_es = _udatasel;
 428         regs->tf_fs = _ufssel;
 429         regs->tf_gs = _ugssel;
 430         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 431         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 432         PROC_LOCK(p);
 433         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 434 }
 435
 436 /*
 437  * System call to cleanup state after a signal
 438  * has been taken.  Reset signal mask and
 439  * stack state from context left by sendsig (above).
 440  * Return to previous pc and psl as specified by
 441  * context left by sendsig. Check carefully to
 442  * make sure that the user has not modified the
 443  * state to gain improper privileges.
 444  *
 445  * MPSAFE
 446  */
 447 int
 448 sys_sigreturn(td, uap)
 449         struct thread *td;
 450         struct sigreturn_args /* {
 451                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 452         } */ *uap;
 453 {
 454         ucontext_t uc;
 455         struct pcb *pcb;
 456         struct proc *p;
 457         struct trapframe *regs;
 458         ucontext_t *ucp;
 459         char *xfpustate;
 460         size_t xfpustate_len;
 461         long rflags;
 462         int cs, error, ret;
 463         ksiginfo_t ksi;
 464
 465         pcb = td->td_pcb;
 466         p = td->td_proc;
 467
 468         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 469         if (error != 0) {
 470                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 471                     p->p_pid, td->td_name);
 472                 return (error);
 473         }
 474         ucp = &uc;
 475         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 476                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 477                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 478                 return (EINVAL);
 479         }
 480         regs = td->td_frame;
 481         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 482         /*
 483          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 484          */
 485         /*
 486          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 487          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 488          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 489          * the signal context during signal handling and there is no
 490          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 491          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 492          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 493          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 494          */
 495         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 496                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 497                     td->td_name, rflags);
 498                 return (EINVAL);
 499         }
 500
 501         /*
 502          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 503          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 504          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 505          */
 506         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 507         if (!CS_SECURE(cs)) {
 508                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 509                     td->td_name, cs);
 510                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 511                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 512                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 513                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 514                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 515                 trapsignal(td, &ksi);
 516                 return (EINVAL);
 517         }
 518
 519         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 520                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 521                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 522                     sizeof(struct savefpu)) {
 523                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 524                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 525                         return (EINVAL);
 526                 }
 527                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 528                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 529                     xfpustate, xfpustate_len);
 530                 if (error != 0) {
 531                         uprintf(
 532         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 533                             p->p_pid, td->td_name);
 534                         return (error);
 535                 }
 536         } else {
 537                 xfpustate = NULL;
 538                 xfpustate_len = 0;
 539         }
 540         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 541         if (ret != 0) {
 542                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 543                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 544                 return (ret);
 545         }
 546         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 547         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 548         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 549
 550 #if defined(COMPAT_43)
 551         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 552                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 553         else
 554                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 555 #endif
 556
 557         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 558         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 559         return (EJUSTRETURN);
 560 }
 561
 562 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 563 int
 564 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 565 {
 566
 567         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 568 }
 569 #endif
 570
 571
 572 /*
 573  * Machine dependent boot() routine
 574  *
 575  * I haven't seen anything to put here yet
 576  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 577  */
 578 void
 579 cpu_boot(int howto)
 580 {
 581 }
 582
 583 /*
 584  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 585  * be made coherent later.
 586  */
 587 void
 588 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 589 {
 590         /* Not applicable */
 591 }
 592
 593 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 594 int
 595 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 596 {
 597         uint64_t tsc1, tsc2;
 598         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 599         register_t reg;
 600
 601         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 602                 return (EINVAL);
 603
 604         /*
 605          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 606          * DELAY(9) based logic fails.
 607          */
 608         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 609                 return (EOPNOTSUPP);
 610
 611 #ifdef SMP
 612         if (smp_cpus > 1) {
 613                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 614                 thread_lock(curthread);
 615                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 616                 thread_unlock(curthread);
 617         }
 618 #endif
 619
 620         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 621         reg = intr_disable();
 622         if (tsc_is_invariant) {
 623                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 624                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 625                 tsc1 = rdtsc();
 626                 DELAY(1000);
 627                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 628                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 629                 tsc2 = rdtsc();
 630                 intr_restore(reg);
 631                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 632                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 633         } else {
 634                 tsc1 = rdtsc();
 635                 DELAY(1000);
 636                 tsc2 = rdtsc();
 637                 intr_restore(reg);
 638                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 639         }
 640
 641 #ifdef SMP
 642         if (smp_cpus > 1) {
 643                 thread_lock(curthread);
 644                 sched_unbind(curthread);
 645                 thread_unlock(curthread);
 646         }
 647 #endif
 648
 649         return (0);
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Shutdown the CPU as much as possible
 654  */
 655 void
 656 cpu_halt(void)
 657 {
 658         for (;;)
 659                 halt();
 660 }
 661
 662 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 663 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 664 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 665 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 666 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 667     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 668
 669 #define STATE_RUNNING   0x0
 670 #define STATE_MWAIT     0x1
 671 #define STATE_SLEEPING  0x2
 672
 673 static void
 674 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 675 {
 676         int *state;
 677
 678         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 679         *state = STATE_SLEEPING;
 680
 681         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 682         disable_intr();
 683         if (sched_runnable())
 684                 enable_intr();
 685         else if (cpu_idle_hook)
 686                 cpu_idle_hook(sbt);
 687         else
 688                 __asm __volatile("sti; hlt");
 689         *state = STATE_RUNNING;
 690 }
 691
 692 static void
 693 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 694 {
 695         int *state;
 696
 697         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 698         *state = STATE_SLEEPING;
 699
 700         /*
 701          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 702          * an interrupt fires during that critical section we may have
 703          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 704          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 705          * To handle this race, check for a runnable thread after
 706          * disabling interrupts and immediately return if one is
 707          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 708          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 709          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 710          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 711          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 712          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 713          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 714          * interrupt.
 715          */
 716         disable_intr();
 717         if (sched_runnable())
 718                 enable_intr();
 719         else
 720                 __asm __volatile("sti; hlt");
 721         *state = STATE_RUNNING;
 722 }
 723
 724 /*
 725  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 726  */
 727 #define MWAIT_C0        0xf0
 728 #define MWAIT_C1        0x00
 729 #define MWAIT_C2        0x10
 730 #define MWAIT_C3        0x20
 731 #define MWAIT_C4        0x30
 732
 733 static void
 734 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 735 {
 736         int *state;
 737
 738         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 739         *state = STATE_MWAIT;
 740
 741         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 742         disable_intr();
 743         if (sched_runnable()) {
 744                 enable_intr();
 745                 *state = STATE_RUNNING;
 746                 return;
 747         }
 748         cpu_monitor(state, 0, 0);
 749         if (*state == STATE_MWAIT)
 750                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 751         else
 752                 enable_intr();
 753         *state = STATE_RUNNING;
 754 }
 755
 756 static void
 757 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 758 {
 759         int *state;
 760         int i;
 761
 762         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 763         *state = STATE_RUNNING;
 764
 765         /*
 766          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 767          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 768          * (and it is much better than missing the check at all).
 769          */
 770         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 771                 if (sched_runnable())
 772                         return;
 773                 cpu_spinwait();
 774         }
 775 }
 776
 777 /*
 778  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 779  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 780  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 781  *
 782  * Reference:
 783  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 784  *   #32559 revision 3.00+
 785  */
 786 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 787 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 788 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 789 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 790
 791 static void
 792 cpu_probe_amdc1e(void)
 793 {
 794
 795         /*
 796          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 797          * dual-cores (or future) k8 family.
 798          */
 799         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 800             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 801             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 802                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 803         }
 804 }
 805
 806 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 807
 808 void
 809 cpu_idle(int busy)
 810 {
 811         uint64_t msr;
 812         sbintime_t sbt = -1;
 813
 814         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 815             busy, curcpu);
 816 #ifdef MP_WATCHDOG
 817         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 818 #endif
 819         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 820         if (busy) {
 821                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 822                         cpu_idle_mwait(busy);
 823                         goto out;
 824                 }
 825         }
 826
 827         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 828         if (!busy) {
 829                 critical_enter();
 830                 sbt = cpu_idleclock();
 831         }
 832
 833         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 834         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 835                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 836                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 837                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 838         }
 839
 840         /* Call main idle method. */
 841         cpu_idle_fn(sbt);
 842
 843         /* Switch timers mack into active mode. */
 844         if (!busy) {
 845                 cpu_activeclock();
 846                 critical_exit();
 847         }
 848 out:
 849         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 850             busy, curcpu);
 851 }
 852
 853 int
 854 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 855 {
 856         struct pcpu *pcpu;
 857         int *state;
 858
 859         pcpu = pcpu_find(cpu);
 860         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 861         /*
 862          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 863          * simply result in unnecessary IPIs.
 864          */
 865         if (*state == STATE_SLEEPING)
 866                 return (0);
 867         if (*state == STATE_MWAIT)
 868                 *state = STATE_RUNNING;
 869         return (1);
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Ordered by speed/power consumption.
 874  */
 875 struct {
 876         void    *id_fn;
 877         char    *id_name;
 878 } idle_tbl[] = {
 879         { cpu_idle_spin, "spin" },
 880         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 881         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 882         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 883         { NULL, NULL }
 884 };
 885
 886 static int
 887 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 888 {
 889         char *avail, *p;
 890         int error;
 891         int i;
 892
 893         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 894         p = avail;
 895         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 896                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 897                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 898                         continue;
 899                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 900                     cpu_idle_hook == NULL)
 901                         continue;
 902                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 903                     idle_tbl[i].id_name);
 904         }
 905         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 906         free(avail, M_TEMP);
 907         return (error);
 908 }
 909
 910 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 911     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 912
 913 static int
 914 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 915 {
 916         char buf[16];
 917         int error;
 918         char *p;
 919         int i;
 920
 921         p = "unknown";
 922         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 923                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 924                         p = idle_tbl[i].id_name;
 925                         break;
 926                 }
 927         }
 928         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 929         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 930         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 931                 return (error);
 932         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 933                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 934                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 935                         continue;
 936                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 937                     cpu_idle_hook == NULL)
 938                         continue;
 939                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 940                         continue;
 941                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 942                 return (0);
 943         }
 944         return (EINVAL);
 945 }
 946
 947 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 948     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 949
 950 /*
 951  * Reset registers to default values on exec.
 952  */
 953 void
 954 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 955 {
 956         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 957         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 958
 959         mtx_lock(&dt_lock);
 960         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 961                 user_ldt_free(td);
 962         else
 963                 mtx_unlock(&dt_lock);
 964
 965         pcb->pcb_fsbase = 0;
 966         pcb->pcb_gsbase = 0;
 967         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT | PCB_GS32BIT);
 968         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 969         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 970
 971         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 972         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 973         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 974         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 975         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 976         regs->tf_ss = _udatasel;
 977         regs->tf_cs = _ucodesel;
 978         regs->tf_ds = _udatasel;
 979         regs->tf_es = _udatasel;
 980         regs->tf_fs = _ufssel;
 981         regs->tf_gs = _ugssel;
 982         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 983         td->td_retval[1] = 0;
 984
 985         /*
 986          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 987          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 988          */
 989         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 990                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 991                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 992                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 993                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 994                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 995                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 996                 if (pcb == curpcb) {
 997                         /*
 998                          * Clear the debug registers on the running
 999                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1000                          * the next process we switch to.
1001                          */
1002                         reset_dbregs();
1003                 }
1004                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1005         }
1006
1007         /*
1008          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1009          * clean FP state if it uses the FPU again.
1010          */
1011         fpstate_drop(td);
1012 }
1013
1014 void
1015 cpu_setregs(void)
1016 {
1017         register_t cr0;
1018
1019         cr0 = rcr0();
1020         /*
1021          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1022          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1023          */
1024         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1025         load_cr0(cr0);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1030  */
1031
1032 /*
1033  * Initialize segments & interrupt table
1034  */
1035
1036 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1037 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1038 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1039
1040 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1041
1042 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1043 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1044
1045 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1046
1047 /*
1048  * Software prototypes -- in more palatable form.
1049  *
1050  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1051  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1052  */
1053 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1054 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1055 {       .ssd_base = 0x0,
1056         .ssd_limit = 0x0,
1057         .ssd_type = 0,
1058         .ssd_dpl = 0,
1059         .ssd_p = 0,
1060         .ssd_long = 0,
1061         .ssd_def32 = 0,
1062         .ssd_gran = 0           },
1063 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1064 {       .ssd_base = 0x0,
1065         .ssd_limit = 0x0,
1066         .ssd_type = 0,
1067         .ssd_dpl = 0,
1068         .ssd_p = 0,
1069         .ssd_long = 0,
1070         .ssd_def32 = 0,
1071         .ssd_gran = 0           },
1072 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1073 {       .ssd_base = 0x0,
1074         .ssd_limit = 0xfffff,
1075         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1076         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1077         .ssd_p = 1,
1078         .ssd_long = 0,
1079         .ssd_def32 = 1,
1080         .ssd_gran = 1           },
1081 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1082 {       .ssd_base = 0x0,
1083         .ssd_limit = 0xfffff,
1084         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1085         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1086         .ssd_p = 1,
1087         .ssd_long = 0,
1088         .ssd_def32 = 1,
1089         .ssd_gran = 1           },
1090 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1091 {       .ssd_base = 0x0,
1092         .ssd_limit = 0xfffff,
1093         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1094         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1095         .ssd_p = 1,
1096         .ssd_long = 1,
1097         .ssd_def32 = 0,
1098         .ssd_gran = 1           },
1099 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1100 {       .ssd_base = 0x0,
1101         .ssd_limit = 0xfffff,
1102         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1103         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1104         .ssd_p = 1,
1105         .ssd_long = 1,
1106         .ssd_def32 = 0,
1107         .ssd_gran = 1           },
1108 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1109 {       .ssd_base = 0x0,
1110         .ssd_limit = 0xfffff,
1111         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1112         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1113         .ssd_p = 1,
1114         .ssd_long = 0,
1115         .ssd_def32 = 1,
1116         .ssd_gran = 1           },
1117 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1118 {       .ssd_base = 0x0,
1119         .ssd_limit = 0xfffff,
1120         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1121         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1122         .ssd_p = 1,
1123         .ssd_long = 0,
1124         .ssd_def32 = 1,
1125         .ssd_gran = 1           },
1126 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1127 {       .ssd_base = 0x0,
1128         .ssd_limit = 0xfffff,
1129         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1130         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1131         .ssd_p = 1,
1132         .ssd_long = 1,
1133         .ssd_def32 = 0,
1134         .ssd_gran = 1           },
1135 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1136 {       .ssd_base = 0x0,
1137         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1138         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1139         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1140         .ssd_p = 1,
1141         .ssd_long = 0,
1142         .ssd_def32 = 0,
1143         .ssd_gran = 0           },
1144 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1145 {       .ssd_base = 0x0,
1146         .ssd_limit = 0x0,
1147         .ssd_type = 0,
1148         .ssd_dpl = 0,
1149         .ssd_p = 0,
1150         .ssd_long = 0,
1151         .ssd_def32 = 0,
1152         .ssd_gran = 0           },
1153 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1154 {       .ssd_base = 0x0,
1155         .ssd_limit = 0x0,
1156         .ssd_type = 0,
1157         .ssd_dpl = 0,
1158         .ssd_p = 0,
1159         .ssd_long = 0,
1160         .ssd_def32 = 0,
1161         .ssd_gran = 0           },
1162 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1163 {       .ssd_base = 0x0,
1164         .ssd_limit = 0x0,
1165         .ssd_type = 0,
1166         .ssd_dpl = 0,
1167         .ssd_p = 0,
1168         .ssd_long = 0,
1169         .ssd_def32 = 0,
1170         .ssd_gran = 0           },
1171 };
1172
1173 void
1174 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1175         int idx;
1176         inthand_t *func;
1177         int typ;
1178         int dpl;
1179         int ist;
1180 {
1181         struct gate_descriptor *ip;
1182
1183         ip = idt + idx;
1184         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1185         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1186         ip->gd_ist = ist;
1187         ip->gd_xx = 0;
1188         ip->gd_type = typ;
1189         ip->gd_dpl = dpl;
1190         ip->gd_p = 1;
1191         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1192 }
1193
1194 extern inthand_t
1195         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1196         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1197         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1198         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1199         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1200 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1201         IDTVEC(dtrace_ret),
1202 #endif
1203         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1204
1205 #ifdef DDB
1206 /*
1207  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1208  * the default 'rsvd' entry point.
1209  */
1210 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1211 {
1212         struct gate_descriptor *ip;
1213         int idx;
1214         uintptr_t func;
1215
1216         ip = idt;
1217         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1218                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1219                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1220                         db_printf("%3d\t", idx);
1221                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1222                         db_printf("\n");
1223                 }
1224                 ip++;
1225         }
1226 }
1227 #endif
1228
1229 void
1230 sdtossd(sd, ssd)
1231         struct user_segment_descriptor *sd;
1232         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1233 {
1234
1235         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1236         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1237         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1238         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1239         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1240         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1241         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1242         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1243 }
1244
1245 void
1246 ssdtosd(ssd, sd)
1247         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1248         struct user_segment_descriptor *sd;
1249 {
1250
1251         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1252         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1253         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1254         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1255         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1256         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1257         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1258         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1259         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1260         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1261 }
1262
1263 void
1264 ssdtosyssd(ssd, sd)
1265         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1266         struct system_segment_descriptor *sd;
1267 {
1268
1269         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1270         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1271         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1272         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1273         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1274         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1275         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1276         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1277 }
1278
1279 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1280 #include <isa/isavar.h>
1281 #include <isa/isareg.h>
1282 /*
1283  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1284  * and is only suitable for use at probe time.
1285  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1286  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1287  * implementation in the apic driver code, if at all.
1288  */
1289 intrmask_t
1290 isa_irq_pending(void)
1291 {
1292         u_char irr1;
1293         u_char irr2;
1294
1295         irr1 = inb(IO_ICU1);
1296         irr2 = inb(IO_ICU2);
1297         return ((irr2 << 8) | irr1);
1298 }
1299 #endif
1300
1301 u_int basemem;
1302
1303 static int
1304 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1305 {
1306         int i, insert_idx, physmap_idx;
1307
1308         physmap_idx = *physmap_idxp;
1309
1310         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1311                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1312                     smap->type, smap->base, smap->length);
1313
1314         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1315                 return (1);
1316
1317         if (smap->length == 0)
1318                 return (0);
1319
1320         /*
1321          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1322          * assuming the new entry will be added to the end.
1323          */
1324         insert_idx = physmap_idx + 2;
1325         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1326                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1327                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1328                                 insert_idx = i;
1329                                 break;
1330                         }
1331                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1332                                 printf(
1333                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1334                         return (1);
1335                 }
1336         }
1337
1338         /* See if we can prepend to the next entry. */
1339         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1340             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1341                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1342                 return (1);
1343         }
1344
1345         /* See if we can append to the previous entry. */
1346         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1347                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1348                 return (1);
1349         }
1350
1351         physmap_idx += 2;
1352         *physmap_idxp = physmap_idx;
1353         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1354                 printf(
1355                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1356                 return (0);
1357         }
1358
1359         /*
1360          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1361          * entry if needed.
1362          */
1363         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1364                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1365                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1366         }
1367
1368         /* Insert the new entry. */
1369         physmap[insert_idx] = smap->base;
1370         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1371         return (1);
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1376  * available physical memory in the system, then test this memory and
1377  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1378  *
1379  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1380  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1381  *
1382  * XXX first should be vm_paddr_t.
1383  */
1384 static void
1385 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1386 {
1387         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1388         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1389         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1390         pt_entry_t *pte;
1391         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1392         u_int32_t smapsize;
1393         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1394
1395         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1396         basemem = 0;
1397         physmap_idx = 0;
1398
1399         /*
1400          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1401          *
1402          * subr_module.c says:
1403          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1404          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1405          */
1406         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1407             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1408         if (smapbase == NULL)
1409                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1410
1411         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1412         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1413
1414         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1415                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1416                         break;
1417
1418         /*
1419          * Find the 'base memory' segment for SMP
1420          */
1421         basemem = 0;
1422         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1423                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1424                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1425                         break;
1426                 }
1427         }
1428         if (basemem == 0)
1429                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1430
1431 #ifdef SMP
1432         /* make hole for AP bootstrap code */
1433         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1434 #endif
1435
1436         /*
1437          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1438          * highest page of the physical address space.  It should be
1439          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1440          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1441          */
1442         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1443
1444 #ifdef MAXMEM
1445         Maxmem = MAXMEM / 4;
1446 #endif
1447
1448         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1449                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1450
1451         /*
1452          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1453          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1454          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1455          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1456          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1457          */
1458         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1459         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1460
1461         /*
1462          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1463          * in the system.
1464          */
1465         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1466                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1467
1468         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1469             (boothowto & RB_VERBOSE))
1470                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1471
1472         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1473         pmap_bootstrap(&first);
1474
1475         /*
1476          * Size up each available chunk of physical memory.
1477          *
1478          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1479          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1480          * running in a VM.
1481          */
1482         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1483         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1484         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1485                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1486         else if (physmem_start >= physmap[1])
1487                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1488         else
1489                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1490         pa_indx = 0;
1491         da_indx = 1;
1492         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1493         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1494         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1495         pte = CMAP1;
1496
1497         /*
1498          * Get dcons buffer address
1499          */
1500         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1501             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1502                 dcons_addr = 0;
1503
1504         /*
1505          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1506          * round up the start address and round down the end address.
1507          */
1508         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1509                 vm_paddr_t end;
1510
1511                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1512                 if (physmap[i + 1] < end)
1513                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1514                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1515                         int tmp, page_bad, full;
1516                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1517
1518                         full = FALSE;
1519                         /*
1520                          * block out kernel memory as not available.
1521                          */
1522                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1523                                 goto do_dump_avail;
1524
1525                         /*
1526                          * block out dcons buffer
1527                          */
1528                         if (dcons_addr > 0
1529                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1530                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1531                                 goto do_dump_avail;
1532
1533                         page_bad = FALSE;
1534                         if (memtest == 0)
1535                                 goto skip_memtest;
1536
1537                         /*
1538                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1539                          */
1540                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1541                         invltlb();
1542
1543                         tmp = *(int *)ptr;
1544                         /*
1545                          * Test for alternating 1's and 0's
1546                          */
1547                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1548                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1549                                 page_bad = TRUE;
1550                         /*
1551                          * Test for alternating 0's and 1's
1552                          */
1553                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1554                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1555                                 page_bad = TRUE;
1556                         /*
1557                          * Test for all 1's
1558                          */
1559                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1560                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1561                                 page_bad = TRUE;
1562                         /*
1563                          * Test for all 0's
1564                          */
1565                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1566                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1567                                 page_bad = TRUE;
1568                         /*
1569                          * Restore original value.
1570                          */
1571                         *(int *)ptr = tmp;
1572
1573 skip_memtest:
1574                         /*
1575                          * Adjust array of valid/good pages.
1576                          */
1577                         if (page_bad == TRUE)
1578                                 continue;
1579                         /*
1580                          * If this good page is a continuation of the
1581                          * previous set of good pages, then just increase
1582                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1583                          * Note that "end" points one higher than end,
1584                          * making the range >= start and < end.
1585                          * If we're also doing a speculative memory
1586                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1587                          * so that we keep going. The first bad page
1588                          * will terminate the loop.
1589                          */
1590                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1591                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1592                         } else {
1593                                 pa_indx++;
1594                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1595                                         printf(
1596                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1597                                         pa_indx--;
1598                                         full = TRUE;
1599                                         goto do_dump_avail;
1600                                 }
1601                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1602                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1603                         }
1604                         physmem++;
1605 do_dump_avail:
1606                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1607                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1608                         } else {
1609                                 da_indx++;
1610                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1611                                         da_indx--;
1612                                         goto do_next;
1613                                 }
1614                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1615                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1616                         }
1617 do_next:
1618                         if (full)
1619                                 break;
1620                 }
1621         }
1622         *pte = 0;
1623         invltlb();
1624
1625         /*
1626          * XXX
1627          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1628          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1629          * calculation, etc.).
1630          */
1631         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1632             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1633                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1634                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1635                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1636         }
1637
1638         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1639
1640         /* Trim off space for the message buffer. */
1641         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1642
1643         /* Map the message buffer. */
1644         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1645 }
1646
1647 u_int64_t
1648 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1649 {
1650         caddr_t kmdp;
1651         int gsel_tss, x;
1652         struct pcpu *pc;
1653         struct nmi_pcpu *np;
1654         struct xstate_hdr *xhdr;
1655         u_int64_t msr;
1656         char *env;
1657         size_t kstack0_sz;
1658
1659         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1660         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1661         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1662         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1663         physfree += kstack0_sz;
1664
1665         /*
1666          * This may be done better later if it gets more high level
1667          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1668          */
1669         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1670
1671         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1672         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1673         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1674         if (kmdp == NULL)
1675                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1676         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1677         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1678 #ifdef DDB
1679         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1680         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1681 #endif
1682
1683         /* Init basic tunables, hz etc */
1684         init_param1();
1685
1686         /*
1687          * make gdt memory segments
1688          */
1689         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1690                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1691                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1692                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1693         }
1694         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1695         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1696             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1697
1698         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1699         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1700         lgdt(&r_gdt);
1701         pc = &__pcpu[0];
1702
1703         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1704         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1705         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1706
1707         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1708         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1709         physfree += DPCPU_SIZE;
1710         PCPU_SET(prvspace, pc);
1711         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1712         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1713         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1714         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1715         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1716         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1717         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1718
1719         /*
1720          * Initialize mutexes.
1721          *
1722          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1723          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1724          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1725          *           under witness.
1726          */
1727         mutex_init();
1728         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1729         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1730
1731         /* exceptions */
1732         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1733                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1737         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1738         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1743         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1749         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1750         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1753 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1754         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1755 #endif
1756
1757         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1758         r_idt.rd_base = (long) idt;
1759         lidt(&r_idt);
1760
1761         /*
1762          * Initialize the i8254 before the console so that console
1763          * initialization can use DELAY().
1764          */
1765         i8254_init();
1766
1767         /*
1768          * Initialize the console before we print anything out.
1769          */
1770         cninit();
1771
1772 #ifdef DEV_ISA
1773 #ifdef DEV_ATPIC
1774         elcr_probe();
1775         atpic_startup();
1776 #else
1777         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1778         atpic_reset();
1779
1780         /*
1781          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1782          * interrupt handler.
1783          */
1784         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1785         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1786 #endif
1787 #else
1788 #error "have you forgotten the isa device?";
1789 #endif
1790
1791         kdb_init();
1792
1793 #ifdef KDB
1794         if (boothowto & RB_KDB)
1795                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1796                     "Boot flags requested debugger");
1797 #endif
1798
1799         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1800         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1801         initializecpucache();
1802
1803         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1804         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1805
1806         /*
1807          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1808          * above the start of the ist2 stack.
1809          */
1810         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1811         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1812         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1813
1814         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1815         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1816             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1817
1818         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1819         ltr(gsel_tss);
1820
1821         /* Set up the fast syscall stuff */
1822         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1823         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1824         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1825         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1826         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1827               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1828         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1829         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1830
1831         getmemsize(kmdp, physfree);
1832         init_param2(physmem);
1833
1834         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1835
1836         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1837         fpuinit();
1838
1839         /*
1840          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
1841          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
1842          * area.
1843          */
1844         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
1845         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
1846         if (use_xsave) {
1847                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
1848                     1);
1849                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
1850         }
1851         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1852         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
1853         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1854         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1855         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1856         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1857
1858         /* transfer to user mode */
1859
1860         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1861         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1862         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1863         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1864         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1865
1866         load_ds(_udatasel);
1867         load_es(_udatasel);
1868         load_fs(_ufssel);
1869
1870         /* setup proc 0's pcb */
1871         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1872         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1873         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1874
1875         env = getenv("kernelname");
1876         if (env != NULL)
1877                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1878
1879 #ifdef XENHVM
1880         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1881                 if (bootverbose)
1882                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1883                 outw(0x10, 3);
1884         }
1885 #endif
1886
1887         cpu_probe_amdc1e();
1888
1889         /* Location of kernel stack for locore */
1890         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1891 }
1892
1893 void
1894 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1895 {
1896
1897         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1898 }
1899
1900 void
1901 spinlock_enter(void)
1902 {
1903         struct thread *td;
1904         register_t flags;
1905
1906         td = curthread;
1907         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1908                 flags = intr_disable();
1909                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1910                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1911         } else
1912                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1913         critical_enter();
1914 }
1915
1916 void
1917 spinlock_exit(void)
1918 {
1919         struct thread *td;
1920         register_t flags;
1921
1922         td = curthread;
1923         critical_exit();
1924         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1925         td->td_md.md_spinlock_count--;
1926         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1927                 intr_restore(flags);
1928 }
1929
1930 /*
1931  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1932  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1933  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1934  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1935  * enough for a backtrace.
1936  */
1937 void
1938 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1939 {
1940
1941         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1942         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1943         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1944         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1945         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1946         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1947         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1948         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1949 }
1950
1951 int
1952 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1953 {
1954         td->td_frame->tf_rip = addr;
1955         return (0);
1956 }
1957
1958 int
1959 ptrace_single_step(struct thread *td)
1960 {
1961         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1962         return (0);
1963 }
1964
1965 int
1966 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1967 {
1968         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1969         return (0);
1970 }
1971
1972 int
1973 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1974 {
1975         struct trapframe *tp;
1976
1977         tp = td->td_frame;
1978         return (fill_frame_regs(tp, regs));
1979 }
1980
1981 int
1982 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
1983 {
1984         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1985         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1986         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1987         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1988         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1989         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1990         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1991         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1992         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1993         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1994         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1995         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1996         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1997         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1998         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1999         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2000         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2001         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2002         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2003         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2004         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2005                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2006                 regs->r_es = tp->tf_es;
2007                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2008                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2009         } else {
2010                 regs->r_ds = 0;
2011                 regs->r_es = 0;
2012                 regs->r_fs = 0;
2013                 regs->r_gs = 0;
2014         }
2015         return (0);
2016 }
2017
2018 int
2019 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2020 {
2021         struct trapframe *tp;
2022         register_t rflags;
2023
2024         tp = td->td_frame;
2025         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2026         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2027                 return (EINVAL);
2028         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2029         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2030         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2031         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2032         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2033         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2034         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2035         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2036         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2037         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2038         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2039         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2040         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2041         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2042         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2043         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2044         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2045         tp->tf_rflags = rflags;
2046         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2047         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2048         if (0) {        /* XXXKIB */
2049                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2050                 tp->tf_es = regs->r_es;
2051                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2052                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2053                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2054                 set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2055         }
2056         return (0);
2057 }
2058
2059 /* XXX check all this stuff! */
2060 /* externalize from sv_xmm */
2061 static void
2062 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2063 {
2064         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2065         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2066         int i;
2067
2068         /* pcb -> fpregs */
2069         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2070
2071         /* FPU control/status */
2072         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2073         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2074         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2075         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2076         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2077         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2078         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2079         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2080
2081         /* FPU registers */
2082         for (i = 0; i < 8; ++i)
2083                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2084
2085         /* SSE registers */
2086         for (i = 0; i < 16; ++i)
2087                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2088 }
2089
2090 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2091 static void
2092 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2093 {
2094         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2095         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2096         int i;
2097
2098         /* fpregs -> pcb */
2099         /* FPU control/status */
2100         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2101         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2102         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2103         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2104         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2105         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2106         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2107         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2108
2109         /* FPU registers */
2110         for (i = 0; i < 8; ++i)
2111                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2112
2113         /* SSE registers */
2114         for (i = 0; i < 16; ++i)
2115                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2116 }
2117
2118 /* externalize from td->pcb */
2119 int
2120 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2121 {
2122
2123         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2124             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2125             ("not suspended thread %p", td));
2126         fpugetregs(td);
2127         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2128         return (0);
2129 }
2130
2131 /* internalize to td->pcb */
2132 int
2133 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2134 {
2135
2136         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2137         fpuuserinited(td);
2138         return (0);
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Get machine context.
2143  */
2144 int
2145 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2146 {
2147         struct pcb *pcb;
2148         struct trapframe *tp;
2149
2150         pcb = td->td_pcb;
2151         tp = td->td_frame;
2152         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2153         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2154         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2155         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2156         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2157         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2158         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2159         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2160         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2161         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2162         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2163         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2164         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2165         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2166         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2167         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2168         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2169         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2170                 mcp->mc_rax = 0;
2171                 mcp->mc_rdx = 0;
2172                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2173         } else {
2174                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2175                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2176         }
2177         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2178         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2179         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2180         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2181         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2182         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2183         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2184         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2185         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2186         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2187         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2188         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2189         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2190         mcp->mc_xfpustate = 0;
2191         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2192         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2193         return (0);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Set machine context.
2198  *
2199  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2200  * touch the cs selector.
2201  */
2202 int
2203 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2204 {
2205         struct pcb *pcb;
2206         struct trapframe *tp;
2207         char *xfpustate;
2208         long rflags;
2209         int ret;
2210
2211         pcb = td->td_pcb;
2212         tp = td->td_frame;
2213         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2214             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2215                 return (EINVAL);
2216         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2217             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2218         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2219                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2220                     sizeof(struct savefpu))
2221                         return (EINVAL);
2222                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2223                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2224                     mcp->mc_xfpustate_len);
2225                 if (ret != 0)
2226                         return (ret);
2227         } else
2228                 xfpustate = NULL;
2229         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2230         if (ret != 0)
2231                 return (ret);
2232         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2233         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2234         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2235         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2236         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2237         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2238         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2239         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2240         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2241         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2242         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2243         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2244         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2245         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2246         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2247         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2248         tp->tf_rflags = rflags;
2249         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2250         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2251         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2252         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2253                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2254                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2255                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2256                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2257         }
2258         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2259                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2260                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2261         }
2262         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2263         return (0);
2264 }
2265
2266 static void
2267 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2268     size_t xfpusave_len)
2269 {
2270         size_t max_len, len;
2271
2272         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2273         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate,
2274             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2275         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2276         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2277                 return;
2278         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2279         len = xfpusave_len;
2280         if (len > max_len) {
2281                 len = max_len;
2282                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2283         }
2284         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2285         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2286         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2287 }
2288
2289 static int
2290 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2291     size_t xfpustate_len)
2292 {
2293         struct savefpu *fpstate;
2294         int error;
2295
2296         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2297                 return (0);
2298         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2299                 return (EINVAL);
2300         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2301                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2302                 fpstate_drop(td);
2303                 error = 0;
2304         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2305             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2306                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2307                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2308                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2309         } else
2310                 return (EINVAL);
2311         return (error);
2312 }
2313
2314 void
2315 fpstate_drop(struct thread *td)
2316 {
2317
2318         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2319         critical_enter();
2320         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2321                 fpudrop();
2322         /*
2323          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2324          * owned it.
2325          *
2326          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2327          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2328          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2329          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2330          * have too many layers.
2331          */
2332         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2333             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2334         critical_exit();
2335 }
2336
2337 int
2338 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2339 {
2340         struct pcb *pcb;
2341
2342         if (td == NULL) {
2343                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2344                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2345                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2346                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2347                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2348                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2349         } else {
2350                 pcb = td->td_pcb;
2351                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2352                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2353                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2354                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2355                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2356                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2357         }
2358         dbregs->dr[4] = 0;
2359         dbregs->dr[5] = 0;
2360         dbregs->dr[8] = 0;
2361         dbregs->dr[9] = 0;
2362         dbregs->dr[10] = 0;
2363         dbregs->dr[11] = 0;
2364         dbregs->dr[12] = 0;
2365         dbregs->dr[13] = 0;
2366         dbregs->dr[14] = 0;
2367         dbregs->dr[15] = 0;
2368         return (0);
2369 }
2370
2371 int
2372 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2373 {
2374         struct pcb *pcb;
2375         int i;
2376
2377         if (td == NULL) {
2378                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2379                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2380                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2381                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2382                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2383                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2384         } else {
2385                 /*
2386                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2387                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2388                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2389                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2390                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2391                  */
2392                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2393                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2394                                 return (EINVAL);
2395                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2396                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2397                                 return (EINVAL);
2398                 }
2399                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2400                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2401                         return (EINVAL);
2402
2403                 pcb = td->td_pcb;
2404
2405                 /*
2406                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2407                  * process's address space.  If a process could do this, it
2408                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2409                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2410                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2411                  * process's address space.
2412                  *
2413                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2414                  * address space is written into from within the kernel
2415                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2416                  * from within kernel mode?
2417                  */
2418
2419                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2420                         /* dr0 is enabled */
2421                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2422                                 return (EINVAL);
2423                 }
2424                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2425                         /* dr1 is enabled */
2426                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2427                                 return (EINVAL);
2428                 }
2429                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2430                         /* dr2 is enabled */
2431                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2432                                 return (EINVAL);
2433                 }
2434                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2435                         /* dr3 is enabled */
2436                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2437                                 return (EINVAL);
2438                 }
2439
2440                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2441                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2442                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2443                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2444                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2445                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2446
2447                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2448         }
2449
2450         return (0);
2451 }
2452
2453 void
2454 reset_dbregs(void)
2455 {
2456
2457         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2458         load_dr0(0);
2459         load_dr1(0);
2460         load_dr2(0);
2461         load_dr3(0);
2462         load_dr6(0);
2463 }
2464
2465 /*
2466  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2467  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2468  */
2469 int
2470 user_dbreg_trap(void)
2471 {
2472         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2473         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2474         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2475         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2476         int i;
2477
2478         dr7 = rdr7();
2479         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2480                 /*
2481                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2482                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2483                  * hardware debug registers
2484                  */
2485                 return 0;
2486         }
2487
2488         nbp = 0;
2489         dr6 = rdr6();
2490         bp = dr6 & 0x0000000f;
2491
2492         if (!bp) {
2493                 /*
2494                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2495                  * trap was not caused by any of the debug registers
2496                  */
2497                 return 0;
2498         }
2499
2500         /*
2501          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2502          * which ones and if any of them are user space addresses
2503          */
2504
2505         if (bp & 0x01) {
2506                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2507         }
2508         if (bp & 0x02) {
2509                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2510         }
2511         if (bp & 0x04) {
2512                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2513         }
2514         if (bp & 0x08) {
2515                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2516         }
2517
2518         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2519                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2520                         /*
2521                          * addr[i] is in user space
2522                          */
2523                         return nbp;
2524                 }
2525         }
2526
2527         /*
2528          * None of the breakpoints are in user space.
2529          */
2530         return 0;
2531 }
2532
2533 #ifdef KDB
2534
2535 /*
2536  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2537  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2538  */
2539
2540 /* silence compiler warnings */
2541 u_char inb_(u_short);
2542 void outb_(u_short, u_char);
2543
2544 u_char
2545 inb_(u_short port)
2546 {
2547         return inb(port);
2548 }
2549
2550 void
2551 outb_(u_short port, u_char data)
2552 {
2553         outb(port, data);
2554 }
2555
2556 #endif /* KDB */