]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/amd64/amd64/machdep.c
Merge hostapd / wpa_supplicant 2.0.
[FreeBSD/FreeBSD.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 static void
220 cpu_startup(dummy)
221         void *dummy;
222 {
223         uintmax_t memsize;
224         char *sysenv;
225
226         /*
227          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
228          * generate an SMI# because this can cause several problems,
229          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
230          * start the APs.
231          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
232          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge. 
233          */
234         sysenv = getenv("smbios.system.product");
235         if (sysenv != NULL) {
236                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
237                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
238                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
239                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
240                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
241                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
242                         if (bootverbose)
243                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
244                                     "Intel ICH.\n");
245                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
246                 }
247                 freeenv(sysenv);
248         }
249
250         /*
251          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
252          */
253         startrtclock();
254         printcpuinfo();
255         panicifcpuunsupported();
256 #ifdef PERFMON
257         perfmon_init();
258 #endif
259         realmem = Maxmem;
260
261         /*
262          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
263          */
264         memsize = 0;
265         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
266         if (sysenv != NULL) {
267                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
268                 freeenv(sysenv);
269         }
270         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
271                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
272         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
273
274         /*
275          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
276          */
277         if (bootverbose) {
278                 int indx;
279
280                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
281                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
282                         vm_paddr_t size;
283
284                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
285                         printf(
286                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
287                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
288                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
289                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
290                 }
291         }
292
293         vm_ksubmap_init(&kmi);
294
295         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
296             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
297             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
298
299         /*
300          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
301          */
302         bufinit();
303         vm_pager_bufferinit();
304
305         cpu_setregs();
306 }
307
308 /*
309  * Send an interrupt to process.
310  *
311  * Stack is set up to allow sigcode stored
312  * at top to call routine, followed by call
313  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
314  * resets the signal mask, the stack, and the
315  * frame pointer, it returns to the user
316  * specified pc, psl.
317  */
318 void
319 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
320 {
321         struct sigframe sf, *sfp;
322         struct pcb *pcb;
323         struct proc *p;
324         struct thread *td;
325         struct sigacts *psp;
326         char *sp;
327         struct trapframe *regs;
328         char *xfpusave;
329         size_t xfpusave_len;
330         int sig;
331         int oonstack;
332
333         td = curthread;
334         pcb = td->td_pcb;
335         p = td->td_proc;
336         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
337         sig = ksi->ksi_signo;
338         psp = p->p_sigacts;
339         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
340         regs = td->td_frame;
341         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
342
343         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
344                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
345                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
346         } else {
347                 xfpusave_len = 0;
348                 xfpusave = NULL;
349         }
350
351         /* Save user context. */
352         bzero(&sf, sizeof(sf));
353         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
354         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
355         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
356             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
357         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
358         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
359         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
360         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
361         fpstate_drop(td);
362         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
363         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
364         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
365             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
366         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
367
368         /* Allocate space for the signal handler context. */
369         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
370             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
371                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
372 #if defined(COMPAT_43)
373                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
374 #endif
375         } else
376                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
377         if (xfpusave != NULL) {
378                 sp -= xfpusave_len;
379                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
380                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
381         }
382         sp -= sizeof(struct sigframe);
383         /* Align to 16 bytes. */
384         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
385
386         /* Translate the signal if appropriate. */
387         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
388                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
389
390         /* Build the argument list for the signal handler. */
391         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
392         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
393         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
394         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
395                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
396                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
397                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
398
399                 /* Fill in POSIX parts */
400                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
401                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
402                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
403         } else {
404                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
405                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
406                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
407                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
408         }
409         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
410         PROC_UNLOCK(p);
411
412         /*
413          * Copy the sigframe out to the user's stack.
414          */
415         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
416             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
417             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
418             != 0)) {
419 #ifdef DEBUG
420                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
421 #endif
422                 PROC_LOCK(p);
423                 sigexit(td, SIGILL);
424         }
425
426         regs->tf_rsp = (long)sfp;
427         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
428         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
429         regs->tf_cs = _ucodesel;
430         regs->tf_ds = _udatasel;
431         regs->tf_es = _udatasel;
432         regs->tf_fs = _ufssel;
433         regs->tf_gs = _ugssel;
434         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
435         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
436         PROC_LOCK(p);
437         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
438 }
439
440 /*
441  * System call to cleanup state after a signal
442  * has been taken.  Reset signal mask and
443  * stack state from context left by sendsig (above).
444  * Return to previous pc and psl as specified by
445  * context left by sendsig. Check carefully to
446  * make sure that the user has not modified the
447  * state to gain improper privileges.
448  *
449  * MPSAFE
450  */
451 int
452 sys_sigreturn(td, uap)
453         struct thread *td;
454         struct sigreturn_args /* {
455                 const struct __ucontext *sigcntxp;
456         } */ *uap;
457 {
458         ucontext_t uc;
459         struct pcb *pcb;
460         struct proc *p;
461         struct trapframe *regs;
462         ucontext_t *ucp;
463         char *xfpustate;
464         size_t xfpustate_len;
465         long rflags;
466         int cs, error, ret;
467         ksiginfo_t ksi;
468
469         pcb = td->td_pcb;
470         p = td->td_proc;
471
472         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
473         if (error != 0) {
474                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
475                     p->p_pid, td->td_name);
476                 return (error);
477         }
478         ucp = &uc;
479         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
480                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
481                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
482                 return (EINVAL);
483         }
484         regs = td->td_frame;
485         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
486         /*
487          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
488          */
489         /*
490          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
491          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
492          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
493          * the signal context during signal handling and there is no
494          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
495          * corrupted by the signal handler without us knowing.
496          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
497          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
498          */
499         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
500                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
501                     td->td_name, rflags);
502                 return (EINVAL);
503         }
504
505         /*
506          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
507          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
508          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
509          */
510         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
511         if (!CS_SECURE(cs)) {
512                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
513                     td->td_name, cs);
514                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
515                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
516                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
517                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
518                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
519                 trapsignal(td, &ksi);
520                 return (EINVAL);
521         }
522
523         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
524                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
525                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
526                     sizeof(struct savefpu)) {
527                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
528                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
529                         return (EINVAL);
530                 }
531                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
532                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
533                     xfpustate, xfpustate_len);
534                 if (error != 0) {
535                         uprintf(
536         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
537                             p->p_pid, td->td_name);
538                         return (error);
539                 }
540         } else {
541                 xfpustate = NULL;
542                 xfpustate_len = 0;
543         }
544         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
545         if (ret != 0) {
546                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
547                     p->p_pid, td->td_name, ret);
548                 return (ret);
549         }
550         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
551         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
552         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
553
554 #if defined(COMPAT_43)
555         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
556                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
557         else
558                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
559 #endif
560
561         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
562         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
563         return (EJUSTRETURN);
564 }
565
566 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
567 int
568 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
569 {
570  
571         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
572 }
573 #endif
574
575
576 /*
577  * Machine dependent boot() routine
578  *
579  * I haven't seen anything to put here yet
580  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
581  */
582 void
583 cpu_boot(int howto)
584 {
585 }
586
587 /*
588  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
589  * be made coherent later.
590  */
591 void
592 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
593 {
594         /* Not applicable */
595 }
596
597 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
598 int
599 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
600 {
601         uint64_t tsc1, tsc2;
602         uint64_t acnt, mcnt, perf;
603         register_t reg;
604
605         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
606                 return (EINVAL);
607
608         /*
609          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
610          * DELAY(9) based logic fails.
611          */
612         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
613                 return (EOPNOTSUPP);
614
615 #ifdef SMP
616         if (smp_cpus > 1) {
617                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
618                 thread_lock(curthread);
619                 sched_bind(curthread, cpu_id);
620                 thread_unlock(curthread);
621         }
622 #endif
623
624         /* Calibrate by measuring a short delay. */
625         reg = intr_disable();
626         if (tsc_is_invariant) {
627                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
628                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
629                 tsc1 = rdtsc();
630                 DELAY(1000);
631                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
632                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
633                 tsc2 = rdtsc();
634                 intr_restore(reg);
635                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
636                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
637         } else {
638                 tsc1 = rdtsc();
639                 DELAY(1000);
640                 tsc2 = rdtsc();
641                 intr_restore(reg);
642                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
643         }
644
645 #ifdef SMP
646         if (smp_cpus > 1) {
647                 thread_lock(curthread);
648                 sched_unbind(curthread);
649                 thread_unlock(curthread);
650         }
651 #endif
652
653         return (0);
654 }
655
656 /*
657  * Shutdown the CPU as much as possible
658  */
659 void
660 cpu_halt(void)
661 {
662         for (;;)
663                 halt();
664 }
665
666 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
667 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
668 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
669 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
670 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
671     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
672
673 #define STATE_RUNNING   0x0
674 #define STATE_MWAIT     0x1
675 #define STATE_SLEEPING  0x2
676
677 static void
678 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
679 {
680         int *state;
681
682         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
683         *state = STATE_SLEEPING;
684
685         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
686         disable_intr();
687         if (sched_runnable())
688                 enable_intr();
689         else if (cpu_idle_hook)
690                 cpu_idle_hook(sbt);
691         else
692                 __asm __volatile("sti; hlt");
693         *state = STATE_RUNNING;
694 }
695
696 static void
697 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
698 {
699         int *state;
700
701         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
702         *state = STATE_SLEEPING;
703
704         /*
705          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
706          * an interrupt fires during that critical section we may have
707          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
708          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
709          * To handle this race, check for a runnable thread after
710          * disabling interrupts and immediately return if one is
711          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
712          * the next instruction after sti.  This ensures that any
713          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
714          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
715          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
716          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
717          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
718          * interrupt.
719          */
720         disable_intr();
721         if (sched_runnable())
722                 enable_intr();
723         else
724                 __asm __volatile("sti; hlt");
725         *state = STATE_RUNNING;
726 }
727
728 /*
729  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
730  */
731 #define MWAIT_C0        0xf0
732 #define MWAIT_C1        0x00
733 #define MWAIT_C2        0x10
734 #define MWAIT_C3        0x20
735 #define MWAIT_C4        0x30
736
737 static void
738 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
739 {
740         int *state;
741
742         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
743         *state = STATE_MWAIT;
744
745         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
746         disable_intr();
747         if (sched_runnable()) {
748                 enable_intr();
749                 *state = STATE_RUNNING;
750                 return;
751         }
752         cpu_monitor(state, 0, 0);
753         if (*state == STATE_MWAIT)
754                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
755         else
756                 enable_intr();
757         *state = STATE_RUNNING;
758 }
759
760 static void
761 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
762 {
763         int *state;
764         int i;
765
766         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
767         *state = STATE_RUNNING;
768
769         /*
770          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
771          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
772          * (and it is much better than missing the check at all).
773          */
774         for (i = 0; i < 1000; i++) {
775                 if (sched_runnable())
776                         return;
777                 cpu_spinwait();
778         }
779 }
780
781 /*
782  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
783  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
784  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
785  * 
786  * Reference:
787  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
788  *   #32559 revision 3.00+
789  */
790 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
791 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
792 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
793 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
794
795 static void
796 cpu_probe_amdc1e(void)
797 {
798
799         /*
800          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
801          * dual-cores (or future) k8 family.
802          */
803         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
804             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
805             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
806                 cpu_ident_amdc1e = 1;
807         }
808 }
809
810 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
811
812 void
813 cpu_idle(int busy)
814 {
815         uint64_t msr;
816         sbintime_t sbt = -1;
817
818         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
819             busy, curcpu);
820 #ifdef MP_WATCHDOG
821         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
822 #endif
823         /* If we are busy - try to use fast methods. */
824         if (busy) {
825                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
826                         cpu_idle_mwait(busy);
827                         goto out;
828                 }
829         }
830
831         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
832         if (!busy) {
833                 critical_enter();
834                 sbt = cpu_idleclock();
835         }
836
837         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
838         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
839                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
840                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
841                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
842         }
843
844         /* Call main idle method. */
845         cpu_idle_fn(sbt);
846
847         /* Switch timers mack into active mode. */
848         if (!busy) {
849                 cpu_activeclock();
850                 critical_exit();
851         }
852 out:
853         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
854             busy, curcpu);
855 }
856
857 int
858 cpu_idle_wakeup(int cpu)
859 {
860         struct pcpu *pcpu;
861         int *state;
862
863         pcpu = pcpu_find(cpu);
864         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
865         /*
866          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
867          * simply result in unnecessary IPIs.
868          */
869         if (*state == STATE_SLEEPING)
870                 return (0);
871         if (*state == STATE_MWAIT)
872                 *state = STATE_RUNNING;
873         return (1);
874 }
875
876 /*
877  * Ordered by speed/power consumption.
878  */
879 struct {
880         void    *id_fn;
881         char    *id_name;
882 } idle_tbl[] = {
883         { cpu_idle_spin, "spin" },
884         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
885         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
886         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
887         { NULL, NULL }
888 };
889
890 static int
891 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
892 {
893         char *avail, *p;
894         int error;
895         int i;
896
897         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
898         p = avail;
899         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
900                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
901                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
902                         continue;
903                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
904                     cpu_idle_hook == NULL)
905                         continue;
906                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
907                     idle_tbl[i].id_name);
908         }
909         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
910         free(avail, M_TEMP);
911         return (error);
912 }
913
914 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
915     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
916
917 static int
918 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
919 {
920         char buf[16];
921         int error;
922         char *p;
923         int i;
924
925         p = "unknown";
926         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
927                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
928                         p = idle_tbl[i].id_name;
929                         break;
930                 }
931         }
932         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
933         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
934         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
935                 return (error);
936         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
937                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
938                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
939                         continue;
940                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
941                     cpu_idle_hook == NULL)
942                         continue;
943                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
944                         continue;
945                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
946                 return (0);
947         }
948         return (EINVAL);
949 }
950
951 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
952     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
953
954 /*
955  * Reset registers to default values on exec.
956  */
957 void
958 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
959 {
960         struct trapframe *regs = td->td_frame;
961         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
962
963         mtx_lock(&dt_lock);
964         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
965                 user_ldt_free(td);
966         else
967                 mtx_unlock(&dt_lock);
968         
969         pcb->pcb_fsbase = 0;
970         pcb->pcb_gsbase = 0;
971         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
972         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
973         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
974
975         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
976         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
977         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
978         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
979         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
980         regs->tf_ss = _udatasel;
981         regs->tf_cs = _ucodesel;
982         regs->tf_ds = _udatasel;
983         regs->tf_es = _udatasel;
984         regs->tf_fs = _ufssel;
985         regs->tf_gs = _ugssel;
986         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
987         td->td_retval[1] = 0;
988
989         /*
990          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
991          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
992          */
993         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
994                 pcb->pcb_dr0 = 0;
995                 pcb->pcb_dr1 = 0;
996                 pcb->pcb_dr2 = 0;
997                 pcb->pcb_dr3 = 0;
998                 pcb->pcb_dr6 = 0;
999                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1000                 if (pcb == curpcb) {
1001                         /*
1002                          * Clear the debug registers on the running
1003                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1004                          * the next process we switch to.
1005                          */
1006                         reset_dbregs();
1007                 }
1008                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1009         }
1010
1011         /*
1012          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1013          * clean FP state if it uses the FPU again.
1014          */
1015         fpstate_drop(td);
1016 }
1017
1018 void
1019 cpu_setregs(void)
1020 {
1021         register_t cr0;
1022
1023         cr0 = rcr0();
1024         /*
1025          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1026          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1027          */
1028         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1029         load_cr0(cr0);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1034  */
1035
1036 /*
1037  * Initialize segments & interrupt table
1038  */
1039
1040 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1041 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1042 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1043
1044 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1045
1046 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1047 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1048
1049 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1050
1051 /*
1052  * Software prototypes -- in more palatable form.
1053  *
1054  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1055  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1056  */
1057 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1058 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1059 {       .ssd_base = 0x0,
1060         .ssd_limit = 0x0,
1061         .ssd_type = 0,
1062         .ssd_dpl = 0,
1063         .ssd_p = 0,
1064         .ssd_long = 0,
1065         .ssd_def32 = 0,
1066         .ssd_gran = 0           },
1067 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1068 {       .ssd_base = 0x0,
1069         .ssd_limit = 0x0,
1070         .ssd_type = 0,
1071         .ssd_dpl = 0,
1072         .ssd_p = 0,
1073         .ssd_long = 0,
1074         .ssd_def32 = 0,
1075         .ssd_gran = 0           },
1076 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1077 {       .ssd_base = 0x0,
1078         .ssd_limit = 0xfffff,
1079         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1080         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1081         .ssd_p = 1,
1082         .ssd_long = 0,
1083         .ssd_def32 = 1,
1084         .ssd_gran = 1           },
1085 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1086 {       .ssd_base = 0x0,
1087         .ssd_limit = 0xfffff,
1088         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1089         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1090         .ssd_p = 1,
1091         .ssd_long = 0,
1092         .ssd_def32 = 1,
1093         .ssd_gran = 1           },
1094 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1095 {       .ssd_base = 0x0,
1096         .ssd_limit = 0xfffff,
1097         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1098         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1099         .ssd_p = 1,
1100         .ssd_long = 1,
1101         .ssd_def32 = 0,
1102         .ssd_gran = 1           },
1103 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1104 {       .ssd_base = 0x0,
1105         .ssd_limit = 0xfffff,
1106         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1107         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1108         .ssd_p = 1,
1109         .ssd_long = 1,
1110         .ssd_def32 = 0,
1111         .ssd_gran = 1           },
1112 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1113 {       .ssd_base = 0x0,
1114         .ssd_limit = 0xfffff,
1115         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1116         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1117         .ssd_p = 1,
1118         .ssd_long = 0,
1119         .ssd_def32 = 1,
1120         .ssd_gran = 1           },
1121 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1122 {       .ssd_base = 0x0,
1123         .ssd_limit = 0xfffff,
1124         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1125         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1126         .ssd_p = 1,
1127         .ssd_long = 0,
1128         .ssd_def32 = 1,
1129         .ssd_gran = 1           },
1130 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1131 {       .ssd_base = 0x0,
1132         .ssd_limit = 0xfffff,
1133         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1134         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1135         .ssd_p = 1,
1136         .ssd_long = 1,
1137         .ssd_def32 = 0,
1138         .ssd_gran = 1           },
1139 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1140 {       .ssd_base = 0x0,
1141         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1142         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1143         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1144         .ssd_p = 1,
1145         .ssd_long = 0,
1146         .ssd_def32 = 0,
1147         .ssd_gran = 0           },
1148 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1149 {       .ssd_base = 0x0,
1150         .ssd_limit = 0x0,
1151         .ssd_type = 0,
1152         .ssd_dpl = 0,
1153         .ssd_p = 0,
1154         .ssd_long = 0,
1155         .ssd_def32 = 0,
1156         .ssd_gran = 0           },
1157 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1158 {       .ssd_base = 0x0,
1159         .ssd_limit = 0x0,
1160         .ssd_type = 0,
1161         .ssd_dpl = 0,
1162         .ssd_p = 0,
1163         .ssd_long = 0,
1164         .ssd_def32 = 0,
1165         .ssd_gran = 0           },
1166 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1167 {       .ssd_base = 0x0,
1168         .ssd_limit = 0x0,
1169         .ssd_type = 0,
1170         .ssd_dpl = 0,
1171         .ssd_p = 0,
1172         .ssd_long = 0,
1173         .ssd_def32 = 0,
1174         .ssd_gran = 0           },
1175 };
1176
1177 void
1178 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1179         int idx;
1180         inthand_t *func;
1181         int typ;
1182         int dpl;
1183         int ist;
1184 {
1185         struct gate_descriptor *ip;
1186
1187         ip = idt + idx;
1188         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1189         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1190         ip->gd_ist = ist;
1191         ip->gd_xx = 0;
1192         ip->gd_type = typ;
1193         ip->gd_dpl = dpl;
1194         ip->gd_p = 1;
1195         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1196 }
1197
1198 extern inthand_t
1199         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1200         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1201         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1202         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1203         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1204 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1205         IDTVEC(dtrace_ret),
1206 #endif
1207         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1208
1209 #ifdef DDB
1210 /*
1211  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1212  * the default 'rsvd' entry point.
1213  */
1214 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1215 {
1216         struct gate_descriptor *ip;
1217         int idx;
1218         uintptr_t func;
1219
1220         ip = idt;
1221         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1222                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1223                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1224                         db_printf("%3d\t", idx);
1225                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1226                         db_printf("\n");
1227                 }
1228                 ip++;
1229         }
1230 }
1231 #endif
1232
1233 void
1234 sdtossd(sd, ssd)
1235         struct user_segment_descriptor *sd;
1236         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1237 {
1238
1239         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1240         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1241         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1242         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1243         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1244         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1245         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1246         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1247 }
1248
1249 void
1250 ssdtosd(ssd, sd)
1251         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1252         struct user_segment_descriptor *sd;
1253 {
1254
1255         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1256         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1257         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1258         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1259         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1260         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1261         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1262         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1263         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1264         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1265 }
1266
1267 void
1268 ssdtosyssd(ssd, sd)
1269         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1270         struct system_segment_descriptor *sd;
1271 {
1272
1273         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1274         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1275         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1276         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1277         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1278         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1279         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1280         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1281 }
1282
1283 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1284 #include <isa/isavar.h>
1285 #include <isa/isareg.h>
1286 /*
1287  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1288  * and is only suitable for use at probe time.
1289  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1290  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1291  * implementation in the apic driver code, if at all.
1292  */
1293 intrmask_t
1294 isa_irq_pending(void)
1295 {
1296         u_char irr1;
1297         u_char irr2;
1298
1299         irr1 = inb(IO_ICU1);
1300         irr2 = inb(IO_ICU2);
1301         return ((irr2 << 8) | irr1);
1302 }
1303 #endif
1304
1305 u_int basemem;
1306
1307 static int
1308 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1309 {
1310         int i, insert_idx, physmap_idx;
1311
1312         physmap_idx = *physmap_idxp;
1313
1314         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1315                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1316                     smap->type, smap->base, smap->length);
1317
1318         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1319                 return (1);
1320
1321         if (smap->length == 0)
1322                 return (0);
1323
1324         /*
1325          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1326          * assuming the new entry will be added to the end.
1327          */
1328         insert_idx = physmap_idx + 2;
1329         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1330                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1331                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1332                                 insert_idx = i;
1333                                 break;
1334                         }
1335                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1336                                 printf(
1337                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1338                         return (1);
1339                 }
1340         }
1341
1342         /* See if we can prepend to the next entry. */
1343         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1344             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1345                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1346                 return (1);
1347         }
1348
1349         /* See if we can append to the previous entry. */
1350         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1351                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1352                 return (1);
1353         }
1354
1355         physmap_idx += 2;
1356         *physmap_idxp = physmap_idx;
1357         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1358                 printf(
1359                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1360                 return (0);
1361         }
1362
1363         /*
1364          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1365          * entry if needed.
1366          */
1367         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1368                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1369                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1370         }
1371
1372         /* Insert the new entry. */
1373         physmap[insert_idx] = smap->base;
1374         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1375         return (1);
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1380  * available physical memory in the system, then test this memory and
1381  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1382  *
1383  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1384  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1385  *
1386  * XXX first should be vm_paddr_t.
1387  */
1388 static void
1389 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1390 {
1391         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1392         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1393         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1394         pt_entry_t *pte;
1395         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1396         u_int32_t smapsize;
1397         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1398
1399         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1400         basemem = 0;
1401         physmap_idx = 0;
1402
1403         /*
1404          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1405          *
1406          * subr_module.c says:
1407          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1408          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1409          */
1410         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1411             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1412         if (smapbase == NULL)
1413                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1414
1415         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1416         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1417
1418         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1419                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1420                         break;
1421
1422         /*
1423          * Find the 'base memory' segment for SMP
1424          */
1425         basemem = 0;
1426         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1427                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1428                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1429                         break;
1430                 }
1431         }
1432         if (basemem == 0)
1433                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1434
1435 #ifdef SMP
1436         /* make hole for AP bootstrap code */
1437         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1438 #endif
1439
1440         /*
1441          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1442          * highest page of the physical address space.  It should be
1443          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1444          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1445          */
1446         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1447
1448 #ifdef MAXMEM
1449         Maxmem = MAXMEM / 4;
1450 #endif
1451
1452         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1453                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1454
1455         /*
1456          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1457          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1458          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1459          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1460          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1461          */
1462         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1463         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1464
1465         /*
1466          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1467          * in the system.
1468          */
1469         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1470                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1471
1472         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1473             (boothowto & RB_VERBOSE))
1474                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1475
1476         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1477         pmap_bootstrap(&first);
1478
1479         /*
1480          * Size up each available chunk of physical memory.
1481          *
1482          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1483          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1484          * running in a VM.
1485          */
1486         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1487         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1488         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1489                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1490         else if (physmem_start >= physmap[1])
1491                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1492         else
1493                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1494         pa_indx = 0;
1495         da_indx = 1;
1496         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1497         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1498         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1499         pte = CMAP1;
1500
1501         /*
1502          * Get dcons buffer address
1503          */
1504         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1505             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1506                 dcons_addr = 0;
1507
1508         /*
1509          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1510          * round up the start address and round down the end address.
1511          */
1512         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1513                 vm_paddr_t end;
1514
1515                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1516                 if (physmap[i + 1] < end)
1517                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1518                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1519                         int tmp, page_bad, full;
1520                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1521
1522                         full = FALSE;
1523                         /*
1524                          * block out kernel memory as not available.
1525                          */
1526                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1527                                 goto do_dump_avail;
1528
1529                         /*
1530                          * block out dcons buffer
1531                          */
1532                         if (dcons_addr > 0
1533                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1534                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1535                                 goto do_dump_avail;
1536
1537                         page_bad = FALSE;
1538                         if (memtest == 0)
1539                                 goto skip_memtest;
1540
1541                         /*
1542                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1543                          */
1544                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1545                         invltlb();
1546
1547                         tmp = *(int *)ptr;
1548                         /*
1549                          * Test for alternating 1's and 0's
1550                          */
1551                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1552                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1553                                 page_bad = TRUE;
1554                         /*
1555                          * Test for alternating 0's and 1's
1556                          */
1557                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1558                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1559                                 page_bad = TRUE;
1560                         /*
1561                          * Test for all 1's
1562                          */
1563                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1564                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1565                                 page_bad = TRUE;
1566                         /*
1567                          * Test for all 0's
1568                          */
1569                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1570                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1571                                 page_bad = TRUE;
1572                         /*
1573                          * Restore original value.
1574                          */
1575                         *(int *)ptr = tmp;
1576
1577 skip_memtest:
1578                         /*
1579                          * Adjust array of valid/good pages.
1580                          */
1581                         if (page_bad == TRUE)
1582                                 continue;
1583                         /*
1584                          * If this good page is a continuation of the
1585                          * previous set of good pages, then just increase
1586                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1587                          * Note that "end" points one higher than end,
1588                          * making the range >= start and < end.
1589                          * If we're also doing a speculative memory
1590                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1591                          * so that we keep going. The first bad page
1592                          * will terminate the loop.
1593                          */
1594                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1595                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1596                         } else {
1597                                 pa_indx++;
1598                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1599                                         printf(
1600                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1601                                         pa_indx--;
1602                                         full = TRUE;
1603                                         goto do_dump_avail;
1604                                 }
1605                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1606                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1607                         }
1608                         physmem++;
1609 do_dump_avail:
1610                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1611                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1612                         } else {
1613                                 da_indx++;
1614                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1615                                         da_indx--;
1616                                         goto do_next;
1617                                 }
1618                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1619                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1620                         }
1621 do_next:
1622                         if (full)
1623                                 break;
1624                 }
1625         }
1626         *pte = 0;
1627         invltlb();
1628
1629         /*
1630          * XXX
1631          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1632          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1633          * calculation, etc.).
1634          */
1635         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1636             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1637                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1638                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1639                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1640         }
1641
1642         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1643
1644         /* Trim off space for the message buffer. */
1645         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1646
1647         /* Map the message buffer. */
1648         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1649 }
1650
1651 u_int64_t
1652 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1653 {
1654         caddr_t kmdp;
1655         int gsel_tss, x;
1656         struct pcpu *pc;
1657         struct nmi_pcpu *np;
1658         struct xstate_hdr *xhdr;
1659         u_int64_t msr;
1660         char *env;
1661         size_t kstack0_sz;
1662
1663         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1664         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1665         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1666         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1667         physfree += kstack0_sz;
1668
1669         /*
1670          * This may be done better later if it gets more high level
1671          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1672          */
1673         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1674
1675         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1676         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1677         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1678         if (kmdp == NULL)
1679                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1680         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1681         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1682 #ifdef DDB
1683         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1684         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1685 #endif
1686
1687         /* Init basic tunables, hz etc */
1688         init_param1();
1689
1690         /*
1691          * make gdt memory segments
1692          */
1693         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1694                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1695                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1696                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1697         }
1698         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1699         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1700             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1701
1702         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1703         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1704         lgdt(&r_gdt);
1705         pc = &__pcpu[0];
1706
1707         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1708         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1709         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1710
1711         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1712         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1713         physfree += DPCPU_SIZE;
1714         PCPU_SET(prvspace, pc);
1715         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1716         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1717         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1718         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1719         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1720         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1721         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1722
1723         /*
1724          * Initialize mutexes.
1725          *
1726          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1727          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1728          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1729          *           under witness.
1730          */
1731         mutex_init();
1732         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1733         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1734
1735         /* exceptions */
1736         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1737                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1741         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1742         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1747         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1749         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1750         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1753         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1754         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1755         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1756         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1757 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1758         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1759 #endif
1760
1761         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1762         r_idt.rd_base = (long) idt;
1763         lidt(&r_idt);
1764
1765         /*
1766          * Initialize the i8254 before the console so that console
1767          * initialization can use DELAY().
1768          */
1769         i8254_init();
1770
1771         /*
1772          * Initialize the console before we print anything out.
1773          */
1774         cninit();
1775
1776 #ifdef DEV_ISA
1777 #ifdef DEV_ATPIC
1778         elcr_probe();
1779         atpic_startup();
1780 #else
1781         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1782         atpic_reset();
1783
1784         /*
1785          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1786          * interrupt handler.
1787          */
1788         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1789         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1790 #endif
1791 #else
1792 #error "have you forgotten the isa device?";
1793 #endif
1794
1795         kdb_init();
1796
1797 #ifdef KDB
1798         if (boothowto & RB_KDB)
1799                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1800                     "Boot flags requested debugger");
1801 #endif
1802
1803         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1804         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1805         initializecpucache();
1806
1807         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1808         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1809
1810         /*
1811          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1812          * above the start of the ist2 stack.
1813          */
1814         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1815         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1816         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1817
1818         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1819         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1820             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1821
1822         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1823         ltr(gsel_tss);
1824
1825         /* Set up the fast syscall stuff */
1826         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1827         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1828         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1829         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1830         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1831               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1832         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1833         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1834
1835         getmemsize(kmdp, physfree);
1836         init_param2(physmem);
1837
1838         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1839
1840         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1841         fpuinit();
1842
1843         /*
1844          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
1845          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
1846          * area.
1847          */
1848         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
1849         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
1850         if (use_xsave) {
1851                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
1852                     1);
1853                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
1854         }
1855         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1856         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
1857         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1858         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1859         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1860         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1861
1862         /* transfer to user mode */
1863
1864         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1865         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1866         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1867         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1868         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1869
1870         load_ds(_udatasel);
1871         load_es(_udatasel);
1872         load_fs(_ufssel);
1873
1874         /* setup proc 0's pcb */
1875         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1876         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1877         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1878
1879         env = getenv("kernelname");
1880         if (env != NULL)
1881                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1882
1883 #ifdef XENHVM
1884         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1885                 if (bootverbose)
1886                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1887                 outw(0x10, 3);
1888         }
1889 #endif
1890
1891         cpu_probe_amdc1e();
1892
1893 #ifdef FDT
1894         x86_init_fdt();
1895 #endif
1896
1897         /* Location of kernel stack for locore */
1898         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1899 }
1900
1901 void
1902 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1903 {
1904
1905         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1906 }
1907
1908 void
1909 spinlock_enter(void)
1910 {
1911         struct thread *td;
1912         register_t flags;
1913
1914         td = curthread;
1915         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1916                 flags = intr_disable();
1917                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1918                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1919         } else
1920                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1921         critical_enter();
1922 }
1923
1924 void
1925 spinlock_exit(void)
1926 {
1927         struct thread *td;
1928         register_t flags;
1929
1930         td = curthread;
1931         critical_exit();
1932         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1933         td->td_md.md_spinlock_count--;
1934         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1935                 intr_restore(flags);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1940  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1941  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1942  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1943  * enough for a backtrace.
1944  */
1945 void
1946 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1947 {
1948
1949         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1950         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1951         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1952         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1953         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1954         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1955         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1956         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1957 }
1958
1959 int
1960 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1961 {
1962         td->td_frame->tf_rip = addr;
1963         return (0);
1964 }
1965
1966 int
1967 ptrace_single_step(struct thread *td)
1968 {
1969         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1970         return (0);
1971 }
1972
1973 int
1974 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1975 {
1976         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1977         return (0);
1978 }
1979
1980 int
1981 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1982 {
1983         struct trapframe *tp;
1984
1985         tp = td->td_frame;
1986         return (fill_frame_regs(tp, regs));
1987 }
1988
1989 int
1990 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
1991 {
1992         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1993         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1994         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1995         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1996         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1997         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1998         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1999         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2000         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2001         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2002         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2003         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2004         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2005         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2006         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2007         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2008         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2009         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2010         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2011         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2012         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2013                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2014                 regs->r_es = tp->tf_es;
2015                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2016                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2017         } else {
2018                 regs->r_ds = 0;
2019                 regs->r_es = 0;
2020                 regs->r_fs = 0;
2021                 regs->r_gs = 0;
2022         }
2023         return (0);
2024 }
2025
2026 int
2027 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2028 {
2029         struct trapframe *tp;
2030         register_t rflags;
2031
2032         tp = td->td_frame;
2033         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2034         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2035                 return (EINVAL);
2036         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2037         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2038         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2039         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2040         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2041         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2042         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2043         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2044         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2045         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2046         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2047         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2048         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2049         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2050         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2051         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2052         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2053         tp->tf_rflags = rflags;
2054         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2055         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2056         if (0) {        /* XXXKIB */
2057                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2058                 tp->tf_es = regs->r_es;
2059                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2060                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2061                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2062                 set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2063         }
2064         return (0);
2065 }
2066
2067 /* XXX check all this stuff! */
2068 /* externalize from sv_xmm */
2069 static void
2070 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2071 {
2072         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2073         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2074         int i;
2075
2076         /* pcb -> fpregs */
2077         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2078
2079         /* FPU control/status */
2080         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2081         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2082         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2083         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2084         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2085         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2086         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2087         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2088
2089         /* FPU registers */
2090         for (i = 0; i < 8; ++i)
2091                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2092
2093         /* SSE registers */
2094         for (i = 0; i < 16; ++i)
2095                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2096 }
2097
2098 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2099 static void
2100 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2101 {
2102         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2103         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2104         int i;
2105
2106         /* fpregs -> pcb */
2107         /* FPU control/status */
2108         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2109         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2110         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2111         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2112         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2113         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2114         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2115         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2116
2117         /* FPU registers */
2118         for (i = 0; i < 8; ++i)
2119                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2120
2121         /* SSE registers */
2122         for (i = 0; i < 16; ++i)
2123                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2124 }
2125
2126 /* externalize from td->pcb */
2127 int
2128 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2129 {
2130
2131         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2132             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2133             ("not suspended thread %p", td));
2134         fpugetregs(td);
2135         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2136         return (0);
2137 }
2138
2139 /* internalize to td->pcb */
2140 int
2141 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2142 {
2143
2144         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2145         fpuuserinited(td);
2146         return (0);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Get machine context.
2151  */
2152 int
2153 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2154 {
2155         struct pcb *pcb;
2156         struct trapframe *tp;
2157
2158         pcb = td->td_pcb;
2159         tp = td->td_frame;
2160         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2161         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2162         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2163         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2164         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2165         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2166         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2167         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2168         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2169         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2170         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2171         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2172         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2173         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2174         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2175         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2176         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2177         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2178                 mcp->mc_rax = 0;
2179                 mcp->mc_rdx = 0;
2180                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2181         } else {
2182                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2183                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2184         }
2185         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2186         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2187         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2188         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2189         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2190         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2191         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2192         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2193         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2194         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2195         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2196         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2197         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2198         mcp->mc_xfpustate = 0;
2199         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2200         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2201         return (0);
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Set machine context.
2206  *
2207  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2208  * touch the cs selector.
2209  */
2210 int
2211 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2212 {
2213         struct pcb *pcb;
2214         struct trapframe *tp;
2215         char *xfpustate;
2216         long rflags;
2217         int ret;
2218
2219         pcb = td->td_pcb;
2220         tp = td->td_frame;
2221         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2222             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2223                 return (EINVAL);
2224         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2225             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2226         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2227                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2228                     sizeof(struct savefpu))
2229                         return (EINVAL);
2230                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2231                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2232                     mcp->mc_xfpustate_len);
2233                 if (ret != 0)
2234                         return (ret);
2235         } else
2236                 xfpustate = NULL;
2237         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2238         if (ret != 0)
2239                 return (ret);
2240         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2241         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2242         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2243         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2244         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2245         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2246         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2247         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2248         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2249         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2250         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2251         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2252         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2253         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2254         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2255         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2256         tp->tf_rflags = rflags;
2257         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2258         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2259         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2260         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2261                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2262                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2263                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2264                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2265         }
2266         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2267                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2268                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2269         }
2270         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2271         return (0);
2272 }
2273
2274 static void
2275 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2276     size_t xfpusave_len)
2277 {
2278         size_t max_len, len;
2279
2280         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2281         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2282             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2283         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2284         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2285                 return;
2286         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2287         len = xfpusave_len;
2288         if (len > max_len) {
2289                 len = max_len;
2290                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2291         }
2292         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2293         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2294         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2295 }
2296
2297 static int
2298 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2299     size_t xfpustate_len)
2300 {
2301         struct savefpu *fpstate;
2302         int error;
2303
2304         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2305                 return (0);
2306         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2307                 return (EINVAL);
2308         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2309                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2310                 fpstate_drop(td);
2311                 error = 0;
2312         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2313             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2314                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2315                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2316                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2317         } else
2318                 return (EINVAL);
2319         return (error);
2320 }
2321
2322 void
2323 fpstate_drop(struct thread *td)
2324 {
2325
2326         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2327         critical_enter();
2328         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2329                 fpudrop();
2330         /*
2331          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2332          * owned it.
2333          *
2334          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2335          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2336          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2337          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2338          * have too many layers.
2339          */
2340         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2341             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2342         critical_exit();
2343 }
2344
2345 int
2346 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2347 {
2348         struct pcb *pcb;
2349
2350         if (td == NULL) {
2351                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2352                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2353                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2354                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2355                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2356                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2357         } else {
2358                 pcb = td->td_pcb;
2359                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2360                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2361                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2362                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2363                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2364                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2365         }
2366         dbregs->dr[4] = 0;
2367         dbregs->dr[5] = 0;
2368         dbregs->dr[8] = 0;
2369         dbregs->dr[9] = 0;
2370         dbregs->dr[10] = 0;
2371         dbregs->dr[11] = 0;
2372         dbregs->dr[12] = 0;
2373         dbregs->dr[13] = 0;
2374         dbregs->dr[14] = 0;
2375         dbregs->dr[15] = 0;
2376         return (0);
2377 }
2378
2379 int
2380 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2381 {
2382         struct pcb *pcb;
2383         int i;
2384
2385         if (td == NULL) {
2386                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2387                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2388                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2389                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2390                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2391                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2392         } else {
2393                 /*
2394                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2395                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2396                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2397                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2398                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2399                  */
2400                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2401                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2402                                 return (EINVAL);
2403                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2404                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2405                                 return (EINVAL);
2406                 }
2407                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2408                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2409                         return (EINVAL);
2410
2411                 pcb = td->td_pcb;
2412
2413                 /*
2414                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2415                  * process's address space.  If a process could do this, it
2416                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2417                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2418                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2419                  * process's address space.
2420                  *
2421                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2422                  * address space is written into from within the kernel
2423                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2424                  * from within kernel mode?
2425                  */
2426
2427                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2428                         /* dr0 is enabled */
2429                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2430                                 return (EINVAL);
2431                 }
2432                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2433                         /* dr1 is enabled */
2434                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2435                                 return (EINVAL);
2436                 }
2437                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2438                         /* dr2 is enabled */
2439                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2440                                 return (EINVAL);
2441                 }
2442                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2443                         /* dr3 is enabled */
2444                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2445                                 return (EINVAL);
2446                 }
2447
2448                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2449                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2450                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2451                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2452                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2453                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2454
2455                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2456         }
2457
2458         return (0);
2459 }
2460
2461 void
2462 reset_dbregs(void)
2463 {
2464
2465         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2466         load_dr0(0);
2467         load_dr1(0);
2468         load_dr2(0);
2469         load_dr3(0);
2470         load_dr6(0);
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2475  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2476  */
2477 int
2478 user_dbreg_trap(void)
2479 {
2480         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2481         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2482         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2483         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2484         int i;
2485         
2486         dr7 = rdr7();
2487         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2488                 /*
2489                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2490                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2491                  * hardware debug registers
2492                  */
2493                 return 0;
2494         }
2495
2496         nbp = 0;
2497         dr6 = rdr6();
2498         bp = dr6 & 0x0000000f;
2499
2500         if (!bp) {
2501                 /*
2502                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2503                  * trap was not caused by any of the debug registers
2504                  */
2505                 return 0;
2506         }
2507
2508         /*
2509          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2510          * which ones and if any of them are user space addresses
2511          */
2512
2513         if (bp & 0x01) {
2514                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2515         }
2516         if (bp & 0x02) {
2517                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2518         }
2519         if (bp & 0x04) {
2520                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2521         }
2522         if (bp & 0x08) {
2523                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2524         }
2525
2526         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2527                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2528                         /*
2529                          * addr[i] is in user space
2530                          */
2531                         return nbp;
2532                 }
2533         }
2534
2535         /*
2536          * None of the breakpoints are in user space.
2537          */
2538         return 0;
2539 }
2540
2541 #ifdef KDB
2542
2543 /*
2544  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2545  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2546  */
2547
2548 /* silence compiler warnings */
2549 u_char inb_(u_short);
2550 void outb_(u_short, u_char);
2551
2552 u_char
2553 inb_(u_short port)
2554 {
2555         return inb(port);
2556 }
2557
2558 void
2559 outb_(u_short port, u_char data)
2560 {
2561         outb(port, data);
2562 }
2563
2564 #endif /* KDB */