]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/amd64/amd64/machdep.c
MFC 259782:
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / amd64 / amd64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  *
7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
8  * William Jolitz.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
39  */
40
41 #include <sys/cdefs.h>
42 __FBSDID("$FreeBSD$");
43
44 #include "opt_atalk.h"
45 #include "opt_atpic.h"
46 #include "opt_compat.h"
47 #include "opt_cpu.h"
48 #include "opt_ddb.h"
49 #include "opt_inet.h"
50 #include "opt_ipx.h"
51 #include "opt_isa.h"
52 #include "opt_kstack_pages.h"
53 #include "opt_maxmem.h"
54 #include "opt_mp_watchdog.h"
55 #include "opt_perfmon.h"
56 #include "opt_platform.h"
57 #include "opt_sched.h"
58 #include "opt_kdtrace.h"
59
60 #include <sys/param.h>
61 #include <sys/proc.h>
62 #include <sys/systm.h>
63 #include <sys/bio.h>
64 #include <sys/buf.h>
65 #include <sys/bus.h>
66 #include <sys/callout.h>
67 #include <sys/cons.h>
68 #include <sys/cpu.h>
69 #include <sys/eventhandler.h>
70 #include <sys/exec.h>
71 #include <sys/imgact.h>
72 #include <sys/kdb.h>
73 #include <sys/kernel.h>
74 #include <sys/ktr.h>
75 #include <sys/linker.h>
76 #include <sys/lock.h>
77 #include <sys/malloc.h>
78 #include <sys/memrange.h>
79 #include <sys/msgbuf.h>
80 #include <sys/mutex.h>
81 #include <sys/pcpu.h>
82 #include <sys/ptrace.h>
83 #include <sys/reboot.h>
84 #include <sys/rwlock.h>
85 #include <sys/sched.h>
86 #include <sys/signalvar.h>
87 #ifdef SMP
88 #include <sys/smp.h>
89 #endif
90 #include <sys/syscallsubr.h>
91 #include <sys/sysctl.h>
92 #include <sys/sysent.h>
93 #include <sys/sysproto.h>
94 #include <sys/ucontext.h>
95 #include <sys/vmmeter.h>
96
97 #include <vm/vm.h>
98 #include <vm/vm_extern.h>
99 #include <vm/vm_kern.h>
100 #include <vm/vm_page.h>
101 #include <vm/vm_map.h>
102 #include <vm/vm_object.h>
103 #include <vm/vm_pager.h>
104 #include <vm/vm_param.h>
105
106 #ifdef DDB
107 #ifndef KDB
108 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
109 #endif
110 #include <ddb/ddb.h>
111 #include <ddb/db_sym.h>
112 #endif
113
114 #include <net/netisr.h>
115
116 #include <machine/clock.h>
117 #include <machine/cpu.h>
118 #include <machine/cputypes.h>
119 #include <machine/intr_machdep.h>
120 #include <x86/mca.h>
121 #include <machine/md_var.h>
122 #include <machine/metadata.h>
123 #include <machine/mp_watchdog.h>
124 #include <machine/pc/bios.h>
125 #include <machine/pcb.h>
126 #include <machine/proc.h>
127 #include <machine/reg.h>
128 #include <machine/sigframe.h>
129 #include <machine/specialreg.h>
130 #ifdef PERFMON
131 #include <machine/perfmon.h>
132 #endif
133 #include <machine/tss.h>
134 #ifdef SMP
135 #include <machine/smp.h>
136 #endif
137 #ifdef FDT
138 #include <x86/fdt.h>
139 #endif
140
141 #ifdef DEV_ATPIC
142 #include <x86/isa/icu.h>
143 #else
144 #include <machine/apicvar.h>
145 #endif
146
147 #include <isa/isareg.h>
148 #include <isa/rtc.h>
149
150 /* Sanity check for __curthread() */
151 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
152
153 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
154
155 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
156 extern void identify_cpu(void);
157 extern void panicifcpuunsupported(void);
158
159 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
160 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
161
162 static void cpu_startup(void *);
163 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
164     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
165 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
166     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
167 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
168
169 /*
170  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
171  * the physical address at which the kernel is loaded.
172  */
173 extern char kernphys[];
174 #ifdef DDB
175 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
176 #endif
177
178 struct msgbuf *msgbufp;
179
180 /* Intel ICH registers */
181 #define ICH_PMBASE      0x400
182 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
183
184 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
185
186 int cold = 1;
187
188 long Maxmem = 0;
189 long realmem = 0;
190
191 /*
192  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
193  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
194  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
195  * PHYSSEG entries.
196  */
197 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
198
199 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
200 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
201
202 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
203 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
204 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
205
206 struct kva_md_info kmi;
207
208 static struct trapframe proc0_tf;
209 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
210
211 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
212
213 struct mtx icu_lock;
214
215 struct mem_range_softc mem_range_softc;
216
217 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
218
219 void (*vmm_resume_p)(void);
220
221 static void
222 cpu_startup(dummy)
223         void *dummy;
224 {
225         uintmax_t memsize;
226         char *sysenv;
227
228         /*
229          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
230          * generate an SMI# because this can cause several problems,
231          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
232          * start the APs.
233          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
234          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge. 
235          */
236         sysenv = getenv("smbios.system.product");
237         if (sysenv != NULL) {
238                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
239                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
240                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
241                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
242                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
243                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
244                         if (bootverbose)
245                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
246                                     "Intel ICH.\n");
247                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
248                 }
249                 freeenv(sysenv);
250         }
251
252         /*
253          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
254          */
255         startrtclock();
256         printcpuinfo();
257         panicifcpuunsupported();
258 #ifdef PERFMON
259         perfmon_init();
260 #endif
261
262         /*
263          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
264          */
265         memsize = 0;
266         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
267         if (sysenv != NULL) {
268                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
269                 freeenv(sysenv);
270         }
271         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
272                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
273         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
274         realmem = atop(memsize);
275
276         /*
277          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
278          */
279         if (bootverbose) {
280                 int indx;
281
282                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
283                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
284                         vm_paddr_t size;
285
286                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
287                         printf(
288                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
289                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
290                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
291                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
292                 }
293         }
294
295         vm_ksubmap_init(&kmi);
296
297         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
298             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
299             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
300
301         /*
302          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
303          */
304         bufinit();
305         vm_pager_bufferinit();
306
307         cpu_setregs();
308 }
309
310 /*
311  * Send an interrupt to process.
312  *
313  * Stack is set up to allow sigcode stored
314  * at top to call routine, followed by call
315  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
316  * resets the signal mask, the stack, and the
317  * frame pointer, it returns to the user
318  * specified pc, psl.
319  */
320 void
321 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
322 {
323         struct sigframe sf, *sfp;
324         struct pcb *pcb;
325         struct proc *p;
326         struct thread *td;
327         struct sigacts *psp;
328         char *sp;
329         struct trapframe *regs;
330         char *xfpusave;
331         size_t xfpusave_len;
332         int sig;
333         int oonstack;
334
335         td = curthread;
336         pcb = td->td_pcb;
337         p = td->td_proc;
338         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
339         sig = ksi->ksi_signo;
340         psp = p->p_sigacts;
341         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
342         regs = td->td_frame;
343         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
344
345         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
346                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
347                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
348         } else {
349                 xfpusave_len = 0;
350                 xfpusave = NULL;
351         }
352
353         /* Save user context. */
354         bzero(&sf, sizeof(sf));
355         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
356         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
357         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
358             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
359         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
360         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
361         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
362         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
363         fpstate_drop(td);
364         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
365         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
366         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
367             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
368         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
369
370         /* Allocate space for the signal handler context. */
371         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
372             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
373                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
374 #if defined(COMPAT_43)
375                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
376 #endif
377         } else
378                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
379         if (xfpusave != NULL) {
380                 sp -= xfpusave_len;
381                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
382                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
383         }
384         sp -= sizeof(struct sigframe);
385         /* Align to 16 bytes. */
386         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
387
388         /* Translate the signal if appropriate. */
389         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
390                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
391
392         /* Build the argument list for the signal handler. */
393         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
394         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
395         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
396         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
397                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
398                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
399                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
400
401                 /* Fill in POSIX parts */
402                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
403                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
404                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
405         } else {
406                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
407                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
408                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
409                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
410         }
411         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
412         PROC_UNLOCK(p);
413
414         /*
415          * Copy the sigframe out to the user's stack.
416          */
417         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
418             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
419             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
420             != 0)) {
421 #ifdef DEBUG
422                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
423 #endif
424                 PROC_LOCK(p);
425                 sigexit(td, SIGILL);
426         }
427
428         regs->tf_rsp = (long)sfp;
429         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
430         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
431         regs->tf_cs = _ucodesel;
432         regs->tf_ds = _udatasel;
433         regs->tf_es = _udatasel;
434         regs->tf_fs = _ufssel;
435         regs->tf_gs = _ugssel;
436         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
437         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
438         PROC_LOCK(p);
439         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
440 }
441
442 /*
443  * System call to cleanup state after a signal
444  * has been taken.  Reset signal mask and
445  * stack state from context left by sendsig (above).
446  * Return to previous pc and psl as specified by
447  * context left by sendsig. Check carefully to
448  * make sure that the user has not modified the
449  * state to gain improper privileges.
450  *
451  * MPSAFE
452  */
453 int
454 sys_sigreturn(td, uap)
455         struct thread *td;
456         struct sigreturn_args /* {
457                 const struct __ucontext *sigcntxp;
458         } */ *uap;
459 {
460         ucontext_t uc;
461         struct pcb *pcb;
462         struct proc *p;
463         struct trapframe *regs;
464         ucontext_t *ucp;
465         char *xfpustate;
466         size_t xfpustate_len;
467         long rflags;
468         int cs, error, ret;
469         ksiginfo_t ksi;
470
471         pcb = td->td_pcb;
472         p = td->td_proc;
473
474         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
475         if (error != 0) {
476                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
477                     p->p_pid, td->td_name);
478                 return (error);
479         }
480         ucp = &uc;
481         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
482                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
483                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
484                 return (EINVAL);
485         }
486         regs = td->td_frame;
487         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
488         /*
489          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
490          */
491         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
492                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
493                     td->td_name, rflags);
494                 return (EINVAL);
495         }
496
497         /*
498          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
499          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
500          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
501          */
502         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
503         if (!CS_SECURE(cs)) {
504                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
505                     td->td_name, cs);
506                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
507                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
508                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
509                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
510                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
511                 trapsignal(td, &ksi);
512                 return (EINVAL);
513         }
514
515         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
516                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
517                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
518                     sizeof(struct savefpu)) {
519                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
520                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
521                         return (EINVAL);
522                 }
523                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
524                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
525                     xfpustate, xfpustate_len);
526                 if (error != 0) {
527                         uprintf(
528         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
529                             p->p_pid, td->td_name);
530                         return (error);
531                 }
532         } else {
533                 xfpustate = NULL;
534                 xfpustate_len = 0;
535         }
536         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
537         if (ret != 0) {
538                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
539                     p->p_pid, td->td_name, ret);
540                 return (ret);
541         }
542         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
543         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
544         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
545
546 #if defined(COMPAT_43)
547         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
548                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
549         else
550                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
551 #endif
552
553         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
554         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
555         return (EJUSTRETURN);
556 }
557
558 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
559 int
560 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
561 {
562  
563         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
564 }
565 #endif
566
567
568 /*
569  * Machine dependent boot() routine
570  *
571  * I haven't seen anything to put here yet
572  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
573  */
574 void
575 cpu_boot(int howto)
576 {
577 }
578
579 /*
580  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
581  * be made coherent later.
582  */
583 void
584 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
585 {
586         /* Not applicable */
587 }
588
589 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
590 int
591 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
592 {
593         uint64_t tsc1, tsc2;
594         uint64_t acnt, mcnt, perf;
595         register_t reg;
596
597         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
598                 return (EINVAL);
599
600         /*
601          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
602          * DELAY(9) based logic fails.
603          */
604         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
605                 return (EOPNOTSUPP);
606
607 #ifdef SMP
608         if (smp_cpus > 1) {
609                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
610                 thread_lock(curthread);
611                 sched_bind(curthread, cpu_id);
612                 thread_unlock(curthread);
613         }
614 #endif
615
616         /* Calibrate by measuring a short delay. */
617         reg = intr_disable();
618         if (tsc_is_invariant) {
619                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
620                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
621                 tsc1 = rdtsc();
622                 DELAY(1000);
623                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
624                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
625                 tsc2 = rdtsc();
626                 intr_restore(reg);
627                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
628                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
629         } else {
630                 tsc1 = rdtsc();
631                 DELAY(1000);
632                 tsc2 = rdtsc();
633                 intr_restore(reg);
634                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
635         }
636
637 #ifdef SMP
638         if (smp_cpus > 1) {
639                 thread_lock(curthread);
640                 sched_unbind(curthread);
641                 thread_unlock(curthread);
642         }
643 #endif
644
645         return (0);
646 }
647
648 /*
649  * Shutdown the CPU as much as possible
650  */
651 void
652 cpu_halt(void)
653 {
654         for (;;)
655                 halt();
656 }
657
658 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
659 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
660 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
661 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
662 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
663     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
664
665 #define STATE_RUNNING   0x0
666 #define STATE_MWAIT     0x1
667 #define STATE_SLEEPING  0x2
668
669 static void
670 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
671 {
672         int *state;
673
674         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
675         *state = STATE_SLEEPING;
676
677         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
678         disable_intr();
679         if (sched_runnable())
680                 enable_intr();
681         else if (cpu_idle_hook)
682                 cpu_idle_hook(sbt);
683         else
684                 __asm __volatile("sti; hlt");
685         *state = STATE_RUNNING;
686 }
687
688 static void
689 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
690 {
691         int *state;
692
693         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
694         *state = STATE_SLEEPING;
695
696         /*
697          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
698          * an interrupt fires during that critical section we may have
699          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
700          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
701          * To handle this race, check for a runnable thread after
702          * disabling interrupts and immediately return if one is
703          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
704          * the next instruction after sti.  This ensures that any
705          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
706          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
707          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
708          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
709          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
710          * interrupt.
711          */
712         disable_intr();
713         if (sched_runnable())
714                 enable_intr();
715         else
716                 __asm __volatile("sti; hlt");
717         *state = STATE_RUNNING;
718 }
719
720 /*
721  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
722  */
723 #define MWAIT_C0        0xf0
724 #define MWAIT_C1        0x00
725 #define MWAIT_C2        0x10
726 #define MWAIT_C3        0x20
727 #define MWAIT_C4        0x30
728
729 static void
730 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
731 {
732         int *state;
733
734         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
735         *state = STATE_MWAIT;
736
737         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
738         disable_intr();
739         if (sched_runnable()) {
740                 enable_intr();
741                 *state = STATE_RUNNING;
742                 return;
743         }
744         cpu_monitor(state, 0, 0);
745         if (*state == STATE_MWAIT)
746                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
747         else
748                 enable_intr();
749         *state = STATE_RUNNING;
750 }
751
752 static void
753 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
754 {
755         int *state;
756         int i;
757
758         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
759         *state = STATE_RUNNING;
760
761         /*
762          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
763          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
764          * (and it is much better than missing the check at all).
765          */
766         for (i = 0; i < 1000; i++) {
767                 if (sched_runnable())
768                         return;
769                 cpu_spinwait();
770         }
771 }
772
773 /*
774  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
775  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
776  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
777  * 
778  * Reference:
779  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
780  *   #32559 revision 3.00+
781  */
782 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
783 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
784 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
785 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
786
787 static void
788 cpu_probe_amdc1e(void)
789 {
790
791         /*
792          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
793          * dual-cores (or future) k8 family.
794          */
795         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
796             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
797             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
798                 cpu_ident_amdc1e = 1;
799         }
800 }
801
802 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
803
804 void
805 cpu_idle(int busy)
806 {
807         uint64_t msr;
808         sbintime_t sbt = -1;
809
810         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
811             busy, curcpu);
812 #ifdef MP_WATCHDOG
813         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
814 #endif
815         /* If we are busy - try to use fast methods. */
816         if (busy) {
817                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
818                         cpu_idle_mwait(busy);
819                         goto out;
820                 }
821         }
822
823         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
824         if (!busy) {
825                 critical_enter();
826                 sbt = cpu_idleclock();
827         }
828
829         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
830         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
831                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
832                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
833                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
834         }
835
836         /* Call main idle method. */
837         cpu_idle_fn(sbt);
838
839         /* Switch timers mack into active mode. */
840         if (!busy) {
841                 cpu_activeclock();
842                 critical_exit();
843         }
844 out:
845         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
846             busy, curcpu);
847 }
848
849 int
850 cpu_idle_wakeup(int cpu)
851 {
852         struct pcpu *pcpu;
853         int *state;
854
855         pcpu = pcpu_find(cpu);
856         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
857         /*
858          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
859          * simply result in unnecessary IPIs.
860          */
861         if (*state == STATE_SLEEPING)
862                 return (0);
863         if (*state == STATE_MWAIT)
864                 *state = STATE_RUNNING;
865         return (1);
866 }
867
868 /*
869  * Ordered by speed/power consumption.
870  */
871 struct {
872         void    *id_fn;
873         char    *id_name;
874 } idle_tbl[] = {
875         { cpu_idle_spin, "spin" },
876         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
877         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
878         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
879         { NULL, NULL }
880 };
881
882 static int
883 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
884 {
885         char *avail, *p;
886         int error;
887         int i;
888
889         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
890         p = avail;
891         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
892                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
893                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
894                         continue;
895                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
896                     cpu_idle_hook == NULL)
897                         continue;
898                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
899                     idle_tbl[i].id_name);
900         }
901         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
902         free(avail, M_TEMP);
903         return (error);
904 }
905
906 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
907     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
908
909 static int
910 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
911 {
912         char buf[16];
913         int error;
914         char *p;
915         int i;
916
917         p = "unknown";
918         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
919                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
920                         p = idle_tbl[i].id_name;
921                         break;
922                 }
923         }
924         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
925         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
926         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
927                 return (error);
928         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
929                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
930                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
931                         continue;
932                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
933                     cpu_idle_hook == NULL)
934                         continue;
935                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
936                         continue;
937                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
938                 return (0);
939         }
940         return (EINVAL);
941 }
942
943 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
944     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
945
946 /*
947  * Reset registers to default values on exec.
948  */
949 void
950 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
951 {
952         struct trapframe *regs = td->td_frame;
953         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
954
955         mtx_lock(&dt_lock);
956         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
957                 user_ldt_free(td);
958         else
959                 mtx_unlock(&dt_lock);
960         
961         pcb->pcb_fsbase = 0;
962         pcb->pcb_gsbase = 0;
963         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
964         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
965         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
966
967         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
968         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
969         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
970         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
971         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
972         regs->tf_ss = _udatasel;
973         regs->tf_cs = _ucodesel;
974         regs->tf_ds = _udatasel;
975         regs->tf_es = _udatasel;
976         regs->tf_fs = _ufssel;
977         regs->tf_gs = _ugssel;
978         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
979         td->td_retval[1] = 0;
980
981         /*
982          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
983          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
984          */
985         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
986                 pcb->pcb_dr0 = 0;
987                 pcb->pcb_dr1 = 0;
988                 pcb->pcb_dr2 = 0;
989                 pcb->pcb_dr3 = 0;
990                 pcb->pcb_dr6 = 0;
991                 pcb->pcb_dr7 = 0;
992                 if (pcb == curpcb) {
993                         /*
994                          * Clear the debug registers on the running
995                          * CPU, otherwise they will end up affecting
996                          * the next process we switch to.
997                          */
998                         reset_dbregs();
999                 }
1000                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1001         }
1002
1003         /*
1004          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1005          * clean FP state if it uses the FPU again.
1006          */
1007         fpstate_drop(td);
1008 }
1009
1010 void
1011 cpu_setregs(void)
1012 {
1013         register_t cr0;
1014
1015         cr0 = rcr0();
1016         /*
1017          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1018          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1019          */
1020         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1021         load_cr0(cr0);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1026  */
1027
1028 /*
1029  * Initialize segments & interrupt table
1030  */
1031
1032 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1033 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1034 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1035
1036 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1037
1038 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1039 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1040
1041 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1042
1043 /*
1044  * Software prototypes -- in more palatable form.
1045  *
1046  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1047  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1048  */
1049 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1050 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1051 {       .ssd_base = 0x0,
1052         .ssd_limit = 0x0,
1053         .ssd_type = 0,
1054         .ssd_dpl = 0,
1055         .ssd_p = 0,
1056         .ssd_long = 0,
1057         .ssd_def32 = 0,
1058         .ssd_gran = 0           },
1059 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1060 {       .ssd_base = 0x0,
1061         .ssd_limit = 0x0,
1062         .ssd_type = 0,
1063         .ssd_dpl = 0,
1064         .ssd_p = 0,
1065         .ssd_long = 0,
1066         .ssd_def32 = 0,
1067         .ssd_gran = 0           },
1068 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1069 {       .ssd_base = 0x0,
1070         .ssd_limit = 0xfffff,
1071         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1072         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1073         .ssd_p = 1,
1074         .ssd_long = 0,
1075         .ssd_def32 = 1,
1076         .ssd_gran = 1           },
1077 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1078 {       .ssd_base = 0x0,
1079         .ssd_limit = 0xfffff,
1080         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1081         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1082         .ssd_p = 1,
1083         .ssd_long = 0,
1084         .ssd_def32 = 1,
1085         .ssd_gran = 1           },
1086 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1087 {       .ssd_base = 0x0,
1088         .ssd_limit = 0xfffff,
1089         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1090         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1091         .ssd_p = 1,
1092         .ssd_long = 1,
1093         .ssd_def32 = 0,
1094         .ssd_gran = 1           },
1095 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1096 {       .ssd_base = 0x0,
1097         .ssd_limit = 0xfffff,
1098         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1099         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1100         .ssd_p = 1,
1101         .ssd_long = 1,
1102         .ssd_def32 = 0,
1103         .ssd_gran = 1           },
1104 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1105 {       .ssd_base = 0x0,
1106         .ssd_limit = 0xfffff,
1107         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1108         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1109         .ssd_p = 1,
1110         .ssd_long = 0,
1111         .ssd_def32 = 1,
1112         .ssd_gran = 1           },
1113 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1114 {       .ssd_base = 0x0,
1115         .ssd_limit = 0xfffff,
1116         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1117         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1118         .ssd_p = 1,
1119         .ssd_long = 0,
1120         .ssd_def32 = 1,
1121         .ssd_gran = 1           },
1122 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1123 {       .ssd_base = 0x0,
1124         .ssd_limit = 0xfffff,
1125         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1126         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1127         .ssd_p = 1,
1128         .ssd_long = 1,
1129         .ssd_def32 = 0,
1130         .ssd_gran = 1           },
1131 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1132 {       .ssd_base = 0x0,
1133         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1134         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1135         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1136         .ssd_p = 1,
1137         .ssd_long = 0,
1138         .ssd_def32 = 0,
1139         .ssd_gran = 0           },
1140 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1141 {       .ssd_base = 0x0,
1142         .ssd_limit = 0x0,
1143         .ssd_type = 0,
1144         .ssd_dpl = 0,
1145         .ssd_p = 0,
1146         .ssd_long = 0,
1147         .ssd_def32 = 0,
1148         .ssd_gran = 0           },
1149 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1150 {       .ssd_base = 0x0,
1151         .ssd_limit = 0x0,
1152         .ssd_type = 0,
1153         .ssd_dpl = 0,
1154         .ssd_p = 0,
1155         .ssd_long = 0,
1156         .ssd_def32 = 0,
1157         .ssd_gran = 0           },
1158 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1159 {       .ssd_base = 0x0,
1160         .ssd_limit = 0x0,
1161         .ssd_type = 0,
1162         .ssd_dpl = 0,
1163         .ssd_p = 0,
1164         .ssd_long = 0,
1165         .ssd_def32 = 0,
1166         .ssd_gran = 0           },
1167 };
1168
1169 void
1170 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1171         int idx;
1172         inthand_t *func;
1173         int typ;
1174         int dpl;
1175         int ist;
1176 {
1177         struct gate_descriptor *ip;
1178
1179         ip = idt + idx;
1180         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1181         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1182         ip->gd_ist = ist;
1183         ip->gd_xx = 0;
1184         ip->gd_type = typ;
1185         ip->gd_dpl = dpl;
1186         ip->gd_p = 1;
1187         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1188 }
1189
1190 extern inthand_t
1191         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1192         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1193         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1194         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1195         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1196 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1197         IDTVEC(dtrace_ret),
1198 #endif
1199 #ifdef XENHVM
1200         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1201 #endif
1202         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1203
1204 #ifdef DDB
1205 /*
1206  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1207  * the default 'rsvd' entry point.
1208  */
1209 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1210 {
1211         struct gate_descriptor *ip;
1212         int idx;
1213         uintptr_t func;
1214
1215         ip = idt;
1216         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1217                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1218                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1219                         db_printf("%3d\t", idx);
1220                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1221                         db_printf("\n");
1222                 }
1223                 ip++;
1224         }
1225 }
1226
1227 /* Show privileged registers. */
1228 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1229 {
1230         struct {
1231                 uint16_t limit;
1232                 uint64_t base;
1233         } __packed idtr, gdtr;
1234         uint16_t ldt, tr;
1235
1236         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1237         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1238             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1239         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1240         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1241             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1242         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1243         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1244         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1245         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1246         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1247         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1248         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1249         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1250         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1251         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1252         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1253         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1254         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1255 }
1256 #endif
1257
1258 void
1259 sdtossd(sd, ssd)
1260         struct user_segment_descriptor *sd;
1261         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1262 {
1263
1264         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1265         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1266         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1267         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1268         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1269         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1270         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1271         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1272 }
1273
1274 void
1275 ssdtosd(ssd, sd)
1276         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1277         struct user_segment_descriptor *sd;
1278 {
1279
1280         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1281         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1282         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1283         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1284         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1285         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1286         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1287         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1288         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1289         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1290 }
1291
1292 void
1293 ssdtosyssd(ssd, sd)
1294         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1295         struct system_segment_descriptor *sd;
1296 {
1297
1298         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1299         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1300         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1301         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1302         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1303         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1304         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1305         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1306 }
1307
1308 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1309 #include <isa/isavar.h>
1310 #include <isa/isareg.h>
1311 /*
1312  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1313  * and is only suitable for use at probe time.
1314  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1315  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1316  * implementation in the apic driver code, if at all.
1317  */
1318 intrmask_t
1319 isa_irq_pending(void)
1320 {
1321         u_char irr1;
1322         u_char irr2;
1323
1324         irr1 = inb(IO_ICU1);
1325         irr2 = inb(IO_ICU2);
1326         return ((irr2 << 8) | irr1);
1327 }
1328 #endif
1329
1330 u_int basemem;
1331
1332 static int
1333 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1334 {
1335         int i, insert_idx, physmap_idx;
1336
1337         physmap_idx = *physmap_idxp;
1338
1339         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1340                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1341                     smap->type, smap->base, smap->length);
1342
1343         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1344                 return (1);
1345
1346         if (smap->length == 0)
1347                 return (0);
1348
1349         /*
1350          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1351          * assuming the new entry will be added to the end.
1352          */
1353         insert_idx = physmap_idx + 2;
1354         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1355                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1356                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1357                                 insert_idx = i;
1358                                 break;
1359                         }
1360                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1361                                 printf(
1362                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1363                         return (1);
1364                 }
1365         }
1366
1367         /* See if we can prepend to the next entry. */
1368         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1369             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1370                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1371                 return (1);
1372         }
1373
1374         /* See if we can append to the previous entry. */
1375         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1376                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1377                 return (1);
1378         }
1379
1380         physmap_idx += 2;
1381         *physmap_idxp = physmap_idx;
1382         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1383                 printf(
1384                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1385                 return (0);
1386         }
1387
1388         /*
1389          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1390          * entry if needed.
1391          */
1392         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1393                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1394                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1395         }
1396
1397         /* Insert the new entry. */
1398         physmap[insert_idx] = smap->base;
1399         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1400         return (1);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1405  * available physical memory in the system, then test this memory and
1406  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1407  *
1408  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1409  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1410  *
1411  * XXX first should be vm_paddr_t.
1412  */
1413 static void
1414 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1415 {
1416         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1417         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1418         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1419         pt_entry_t *pte;
1420         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1421         u_int32_t smapsize;
1422         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1423
1424         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1425         basemem = 0;
1426         physmap_idx = 0;
1427
1428         /*
1429          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1430          *
1431          * subr_module.c says:
1432          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1433          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1434          */
1435         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1436             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1437         if (smapbase == NULL)
1438                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1439
1440         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1441         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1442
1443         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1444                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1445                         break;
1446
1447         /*
1448          * Find the 'base memory' segment for SMP
1449          */
1450         basemem = 0;
1451         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1452                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1453                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1454                         break;
1455                 }
1456         }
1457         if (basemem == 0)
1458                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1459
1460 #ifdef SMP
1461         /* make hole for AP bootstrap code */
1462         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1463 #endif
1464
1465         /*
1466          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1467          * highest page of the physical address space.  It should be
1468          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1469          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1470          */
1471         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1472
1473 #ifdef MAXMEM
1474         Maxmem = MAXMEM / 4;
1475 #endif
1476
1477         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1478                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1479
1480         /*
1481          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1482          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1483          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1484          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1485          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1486          */
1487         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1488         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1489
1490         /*
1491          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1492          * in the system.
1493          */
1494         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1495                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1496
1497         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1498             (boothowto & RB_VERBOSE))
1499                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1500
1501         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1502         pmap_bootstrap(&first);
1503
1504         /*
1505          * Size up each available chunk of physical memory.
1506          *
1507          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1508          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1509          * running in a VM.
1510          */
1511         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1512         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1513         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1514                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1515         else if (physmem_start >= physmap[1])
1516                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1517         else
1518                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1519         pa_indx = 0;
1520         da_indx = 1;
1521         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1522         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1523         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1524         pte = CMAP1;
1525
1526         /*
1527          * Get dcons buffer address
1528          */
1529         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1530             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1531                 dcons_addr = 0;
1532
1533         /*
1534          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1535          * round up the start address and round down the end address.
1536          */
1537         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1538                 vm_paddr_t end;
1539
1540                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1541                 if (physmap[i + 1] < end)
1542                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1543                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1544                         int tmp, page_bad, full;
1545                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1546
1547                         full = FALSE;
1548                         /*
1549                          * block out kernel memory as not available.
1550                          */
1551                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1552                                 goto do_dump_avail;
1553
1554                         /*
1555                          * block out dcons buffer
1556                          */
1557                         if (dcons_addr > 0
1558                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1559                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1560                                 goto do_dump_avail;
1561
1562                         page_bad = FALSE;
1563                         if (memtest == 0)
1564                                 goto skip_memtest;
1565
1566                         /*
1567                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1568                          */
1569                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1570                         invltlb();
1571
1572                         tmp = *(int *)ptr;
1573                         /*
1574                          * Test for alternating 1's and 0's
1575                          */
1576                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1577                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1578                                 page_bad = TRUE;
1579                         /*
1580                          * Test for alternating 0's and 1's
1581                          */
1582                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1583                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1584                                 page_bad = TRUE;
1585                         /*
1586                          * Test for all 1's
1587                          */
1588                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1589                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1590                                 page_bad = TRUE;
1591                         /*
1592                          * Test for all 0's
1593                          */
1594                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1595                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1596                                 page_bad = TRUE;
1597                         /*
1598                          * Restore original value.
1599                          */
1600                         *(int *)ptr = tmp;
1601
1602 skip_memtest:
1603                         /*
1604                          * Adjust array of valid/good pages.
1605                          */
1606                         if (page_bad == TRUE)
1607                                 continue;
1608                         /*
1609                          * If this good page is a continuation of the
1610                          * previous set of good pages, then just increase
1611                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1612                          * Note that "end" points one higher than end,
1613                          * making the range >= start and < end.
1614                          * If we're also doing a speculative memory
1615                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1616                          * so that we keep going. The first bad page
1617                          * will terminate the loop.
1618                          */
1619                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1620                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1621                         } else {
1622                                 pa_indx++;
1623                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1624                                         printf(
1625                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1626                                         pa_indx--;
1627                                         full = TRUE;
1628                                         goto do_dump_avail;
1629                                 }
1630                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1631                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1632                         }
1633                         physmem++;
1634 do_dump_avail:
1635                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1636                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1637                         } else {
1638                                 da_indx++;
1639                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1640                                         da_indx--;
1641                                         goto do_next;
1642                                 }
1643                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1644                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1645                         }
1646 do_next:
1647                         if (full)
1648                                 break;
1649                 }
1650         }
1651         *pte = 0;
1652         invltlb();
1653
1654         /*
1655          * XXX
1656          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1657          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1658          * calculation, etc.).
1659          */
1660         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1661             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1662                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1663                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1664                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1665         }
1666
1667         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1668
1669         /* Trim off space for the message buffer. */
1670         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1671
1672         /* Map the message buffer. */
1673         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1674 }
1675
1676 u_int64_t
1677 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1678 {
1679         caddr_t kmdp;
1680         int gsel_tss, x;
1681         struct pcpu *pc;
1682         struct nmi_pcpu *np;
1683         struct xstate_hdr *xhdr;
1684         u_int64_t msr;
1685         char *env;
1686         size_t kstack0_sz;
1687
1688         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1689         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1690         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1691         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1692         physfree += kstack0_sz;
1693
1694         /*
1695          * This may be done better later if it gets more high level
1696          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1697          */
1698         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1699
1700         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1701         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1702         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1703         if (kmdp == NULL)
1704                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1705         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1706         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1707 #ifdef DDB
1708         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1709         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1710 #endif
1711
1712         /* Init basic tunables, hz etc */
1713         init_param1();
1714
1715         /*
1716          * make gdt memory segments
1717          */
1718         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1719                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1720                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1721                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1722         }
1723         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1724         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1725             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1726
1727         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1728         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1729         lgdt(&r_gdt);
1730         pc = &__pcpu[0];
1731
1732         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1733         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1734         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1735
1736         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1737         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1738         physfree += DPCPU_SIZE;
1739         PCPU_SET(prvspace, pc);
1740         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1741         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1742         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1743         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1744         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1745         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1746         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1747
1748         /*
1749          * Initialize mutexes.
1750          *
1751          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1752          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1753          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1754          *           under witness.
1755          */
1756         mutex_init();
1757         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1758         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1759
1760         /* exceptions */
1761         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1762                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1763         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1764         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1765         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1766         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1767         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1768         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1769         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1770         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1771         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1772         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1773         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1774         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1775         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1776         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1777         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1778         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1779         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1780         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1781         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1782 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1783         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1784 #endif
1785 #ifdef XENHVM
1786         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1787 #endif
1788
1789         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1790         r_idt.rd_base = (long) idt;
1791         lidt(&r_idt);
1792
1793         /*
1794          * Initialize the i8254 before the console so that console
1795          * initialization can use DELAY().
1796          */
1797         i8254_init();
1798
1799         /*
1800          * Initialize the console before we print anything out.
1801          */
1802         cninit();
1803
1804 #ifdef DEV_ISA
1805 #ifdef DEV_ATPIC
1806         elcr_probe();
1807         atpic_startup();
1808 #else
1809         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1810         atpic_reset();
1811
1812         /*
1813          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1814          * interrupt handler.
1815          */
1816         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1817         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1818 #endif
1819 #else
1820 #error "have you forgotten the isa device?";
1821 #endif
1822
1823         kdb_init();
1824
1825 #ifdef KDB
1826         if (boothowto & RB_KDB)
1827                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1828                     "Boot flags requested debugger");
1829 #endif
1830
1831         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1832         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1833         initializecpucache();
1834
1835         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1836         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1837
1838         /*
1839          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1840          * above the start of the ist2 stack.
1841          */
1842         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1843         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1844         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1845
1846         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1847         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1848             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1849
1850         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1851         ltr(gsel_tss);
1852
1853         /* Set up the fast syscall stuff */
1854         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1855         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1856         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1857         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1858         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1859               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1860         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1861         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1862
1863         getmemsize(kmdp, physfree);
1864         init_param2(physmem);
1865
1866         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1867
1868         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1869         fpuinit();
1870
1871         /*
1872          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
1873          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
1874          * area.
1875          */
1876         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
1877         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
1878         if (use_xsave) {
1879                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
1880                     1);
1881                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
1882         }
1883         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1884         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
1885         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1886         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1887         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1888         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1889
1890         /* transfer to user mode */
1891
1892         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1893         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1894         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1895         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1896         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1897
1898         load_ds(_udatasel);
1899         load_es(_udatasel);
1900         load_fs(_ufssel);
1901
1902         /* setup proc 0's pcb */
1903         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1904         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
1905         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1906
1907         env = getenv("kernelname");
1908         if (env != NULL)
1909                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1910
1911         cpu_probe_amdc1e();
1912
1913 #ifdef FDT
1914         x86_init_fdt();
1915 #endif
1916
1917         /* Location of kernel stack for locore */
1918         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1919 }
1920
1921 void
1922 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1923 {
1924
1925         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1926 }
1927
1928 void
1929 spinlock_enter(void)
1930 {
1931         struct thread *td;
1932         register_t flags;
1933
1934         td = curthread;
1935         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1936                 flags = intr_disable();
1937                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1938                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1939         } else
1940                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1941         critical_enter();
1942 }
1943
1944 void
1945 spinlock_exit(void)
1946 {
1947         struct thread *td;
1948         register_t flags;
1949
1950         td = curthread;
1951         critical_exit();
1952         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1953         td->td_md.md_spinlock_count--;
1954         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1955                 intr_restore(flags);
1956 }
1957
1958 /*
1959  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1960  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1961  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1962  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1963  * enough for a backtrace.
1964  */
1965 void
1966 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1967 {
1968
1969         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1970         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1971         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1972         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1973         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1974         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1975         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1976         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1977 }
1978
1979 int
1980 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1981 {
1982         td->td_frame->tf_rip = addr;
1983         return (0);
1984 }
1985
1986 int
1987 ptrace_single_step(struct thread *td)
1988 {
1989         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1990         return (0);
1991 }
1992
1993 int
1994 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1995 {
1996         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1997         return (0);
1998 }
1999
2000 int
2001 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2002 {
2003         struct trapframe *tp;
2004
2005         tp = td->td_frame;
2006         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2007 }
2008
2009 int
2010 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2011 {
2012         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2013         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2014         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2015         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2016         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2017         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2018         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2019         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2020         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2021         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2022         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2023         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2024         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2025         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2026         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2027         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2028         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2029         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2030         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2031         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2032         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2033                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2034                 regs->r_es = tp->tf_es;
2035                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2036                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2037         } else {
2038                 regs->r_ds = 0;
2039                 regs->r_es = 0;
2040                 regs->r_fs = 0;
2041                 regs->r_gs = 0;
2042         }
2043         return (0);
2044 }
2045
2046 int
2047 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2048 {
2049         struct trapframe *tp;
2050         register_t rflags;
2051
2052         tp = td->td_frame;
2053         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2054         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2055                 return (EINVAL);
2056         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2057         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2058         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2059         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2060         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2061         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2062         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2063         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2064         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2065         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2066         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2067         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2068         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2069         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2070         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2071         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2072         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2073         tp->tf_rflags = rflags;
2074         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2075         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2076         if (0) {        /* XXXKIB */
2077                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2078                 tp->tf_es = regs->r_es;
2079                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2080                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2081                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2082                 set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2083         }
2084         return (0);
2085 }
2086
2087 /* XXX check all this stuff! */
2088 /* externalize from sv_xmm */
2089 static void
2090 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2091 {
2092         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2093         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2094         int i;
2095
2096         /* pcb -> fpregs */
2097         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2098
2099         /* FPU control/status */
2100         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2101         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2102         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2103         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2104         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2105         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2106         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2107         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2108
2109         /* FPU registers */
2110         for (i = 0; i < 8; ++i)
2111                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2112
2113         /* SSE registers */
2114         for (i = 0; i < 16; ++i)
2115                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2116 }
2117
2118 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2119 static void
2120 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2121 {
2122         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2123         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2124         int i;
2125
2126         /* fpregs -> pcb */
2127         /* FPU control/status */
2128         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2129         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2130         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2131         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2132         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2133         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2134         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2135         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2136
2137         /* FPU registers */
2138         for (i = 0; i < 8; ++i)
2139                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2140
2141         /* SSE registers */
2142         for (i = 0; i < 16; ++i)
2143                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2144 }
2145
2146 /* externalize from td->pcb */
2147 int
2148 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2149 {
2150
2151         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2152             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2153             ("not suspended thread %p", td));
2154         fpugetregs(td);
2155         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2156         return (0);
2157 }
2158
2159 /* internalize to td->pcb */
2160 int
2161 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2162 {
2163
2164         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2165         fpuuserinited(td);
2166         return (0);
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Get machine context.
2171  */
2172 int
2173 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2174 {
2175         struct pcb *pcb;
2176         struct trapframe *tp;
2177
2178         pcb = td->td_pcb;
2179         tp = td->td_frame;
2180         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2181         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2182         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2183         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2184         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2185         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2186         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2187         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2188         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2189         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2190         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2191         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2192         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2193         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2194         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2195         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2196         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2197         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2198                 mcp->mc_rax = 0;
2199                 mcp->mc_rdx = 0;
2200                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2201         } else {
2202                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2203                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2204         }
2205         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2206         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2207         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2208         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2209         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2210         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2211         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2212         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2213         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2214         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2215         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2216         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2217         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2218         mcp->mc_xfpustate = 0;
2219         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2220         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2221         return (0);
2222 }
2223
2224 /*
2225  * Set machine context.
2226  *
2227  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2228  * touch the cs selector.
2229  */
2230 int
2231 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2232 {
2233         struct pcb *pcb;
2234         struct trapframe *tp;
2235         char *xfpustate;
2236         long rflags;
2237         int ret;
2238
2239         pcb = td->td_pcb;
2240         tp = td->td_frame;
2241         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2242             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2243                 return (EINVAL);
2244         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2245             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2246         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2247                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2248                     sizeof(struct savefpu))
2249                         return (EINVAL);
2250                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2251                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2252                     mcp->mc_xfpustate_len);
2253                 if (ret != 0)
2254                         return (ret);
2255         } else
2256                 xfpustate = NULL;
2257         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2258         if (ret != 0)
2259                 return (ret);
2260         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2261         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2262         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2263         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2264         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2265         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2266         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2267         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2268         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2269         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2270         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2271         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2272         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2273         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2274         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2275         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2276         tp->tf_rflags = rflags;
2277         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2278         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2279         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2280         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2281                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2282                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2283                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2284                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2285         }
2286         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2287                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2288                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2289         }
2290         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2291         return (0);
2292 }
2293
2294 static void
2295 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2296     size_t xfpusave_len)
2297 {
2298         size_t max_len, len;
2299
2300         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2301         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2302             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2303         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2304         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2305                 return;
2306         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2307         len = xfpusave_len;
2308         if (len > max_len) {
2309                 len = max_len;
2310                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2311         }
2312         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2313         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2314         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2315 }
2316
2317 static int
2318 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2319     size_t xfpustate_len)
2320 {
2321         struct savefpu *fpstate;
2322         int error;
2323
2324         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2325                 return (0);
2326         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2327                 return (EINVAL);
2328         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2329                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2330                 fpstate_drop(td);
2331                 error = 0;
2332         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2333             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2334                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2335                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2336                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2337         } else
2338                 return (EINVAL);
2339         return (error);
2340 }
2341
2342 void
2343 fpstate_drop(struct thread *td)
2344 {
2345
2346         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2347         critical_enter();
2348         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2349                 fpudrop();
2350         /*
2351          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2352          * owned it.
2353          *
2354          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2355          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2356          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2357          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2358          * have too many layers.
2359          */
2360         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2361             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2362         critical_exit();
2363 }
2364
2365 int
2366 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2367 {
2368         struct pcb *pcb;
2369
2370         if (td == NULL) {
2371                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2372                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2373                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2374                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2375                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2376                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2377         } else {
2378                 pcb = td->td_pcb;
2379                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2380                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2381                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2382                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2383                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2384                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2385         }
2386         dbregs->dr[4] = 0;
2387         dbregs->dr[5] = 0;
2388         dbregs->dr[8] = 0;
2389         dbregs->dr[9] = 0;
2390         dbregs->dr[10] = 0;
2391         dbregs->dr[11] = 0;
2392         dbregs->dr[12] = 0;
2393         dbregs->dr[13] = 0;
2394         dbregs->dr[14] = 0;
2395         dbregs->dr[15] = 0;
2396         return (0);
2397 }
2398
2399 int
2400 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2401 {
2402         struct pcb *pcb;
2403         int i;
2404
2405         if (td == NULL) {
2406                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2407                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2408                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2409                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2410                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2411                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2412         } else {
2413                 /*
2414                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2415                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2416                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2417                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2418                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2419                  */
2420                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2421                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2422                                 return (EINVAL);
2423                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2424                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2425                                 return (EINVAL);
2426                 }
2427                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2428                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2429                         return (EINVAL);
2430
2431                 pcb = td->td_pcb;
2432
2433                 /*
2434                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2435                  * process's address space.  If a process could do this, it
2436                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2437                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2438                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2439                  * process's address space.
2440                  *
2441                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2442                  * address space is written into from within the kernel
2443                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2444                  * from within kernel mode?
2445                  */
2446
2447                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2448                         /* dr0 is enabled */
2449                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2450                                 return (EINVAL);
2451                 }
2452                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2453                         /* dr1 is enabled */
2454                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2455                                 return (EINVAL);
2456                 }
2457                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2458                         /* dr2 is enabled */
2459                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2460                                 return (EINVAL);
2461                 }
2462                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2463                         /* dr3 is enabled */
2464                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2465                                 return (EINVAL);
2466                 }
2467
2468                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2469                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2470                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2471                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2472                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2473                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2474
2475                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2476         }
2477
2478         return (0);
2479 }
2480
2481 void
2482 reset_dbregs(void)
2483 {
2484
2485         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2486         load_dr0(0);
2487         load_dr1(0);
2488         load_dr2(0);
2489         load_dr3(0);
2490         load_dr6(0);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2495  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2496  */
2497 int
2498 user_dbreg_trap(void)
2499 {
2500         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2501         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2502         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2503         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2504         int i;
2505         
2506         dr7 = rdr7();
2507         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2508                 /*
2509                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2510                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2511                  * hardware debug registers
2512                  */
2513                 return 0;
2514         }
2515
2516         nbp = 0;
2517         dr6 = rdr6();
2518         bp = dr6 & 0x0000000f;
2519
2520         if (!bp) {
2521                 /*
2522                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2523                  * trap was not caused by any of the debug registers
2524                  */
2525                 return 0;
2526         }
2527
2528         /*
2529          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2530          * which ones and if any of them are user space addresses
2531          */
2532
2533         if (bp & 0x01) {
2534                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2535         }
2536         if (bp & 0x02) {
2537                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2538         }
2539         if (bp & 0x04) {
2540                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2541         }
2542         if (bp & 0x08) {
2543                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2544         }
2545
2546         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2547                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2548                         /*
2549                          * addr[i] is in user space
2550                          */
2551                         return nbp;
2552                 }
2553         }
2554
2555         /*
2556          * None of the breakpoints are in user space.
2557          */
2558         return 0;
2559 }
2560
2561 #ifdef KDB
2562
2563 /*
2564  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2565  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2566  */
2567
2568 /* silence compiler warnings */
2569 u_char inb_(u_short);
2570 void outb_(u_short, u_char);
2571
2572 u_char
2573 inb_(u_short port)
2574 {
2575         return inb(port);
2576 }
2577
2578 void
2579 outb_(u_short port, u_char data)
2580 {
2581         outb(port, data);
2582 }
2583
2584 #endif /* KDB */