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_atpic.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_isa.h"
  50 #include "opt_kstack_pages.h"
  51 #include "opt_maxmem.h"
  52 #include "opt_mp_watchdog.h"
  53 #include "opt_perfmon.h"
  54 #include "opt_platform.h"
  55 #include "opt_sched.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/bio.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/bus.h>
  63 #include <sys/callout.h>
  64 #include <sys/cons.h>
  65 #include <sys/cpu.h>
  66 #include <sys/efi.h>
  67 #include <sys/eventhandler.h>
  68 #include <sys/exec.h>
  69 #include <sys/imgact.h>
  70 #include <sys/kdb.h>
  71 #include <sys/kernel.h>
  72 #include <sys/ktr.h>
  73 #include <sys/linker.h>
  74 #include <sys/lock.h>
  75 #include <sys/malloc.h>
  76 #include <sys/memrange.h>
  77 #include <sys/msgbuf.h>
  78 #include <sys/mutex.h>
  79 #include <sys/pcpu.h>
  80 #include <sys/ptrace.h>
  81 #include <sys/reboot.h>
  82 #include <sys/rwlock.h>
  83 #include <sys/sched.h>
  84 #include <sys/signalvar.h>
  85 #ifdef SMP
  86 #include <sys/smp.h>
  87 #endif
  88 #include <sys/syscallsubr.h>
  89 #include <sys/sysctl.h>
  90 #include <sys/sysent.h>
  91 #include <sys/sysproto.h>
  92 #include <sys/ucontext.h>
  93 #include <sys/vmmeter.h>
  94
  95 #include <vm/vm.h>
  96 #include <vm/vm_extern.h>
  97 #include <vm/vm_kern.h>
  98 #include <vm/vm_page.h>
  99 #include <vm/vm_map.h>
 100 #include <vm/vm_object.h>
 101 #include <vm/vm_pager.h>
 102 #include <vm/vm_param.h>
 103
 104 #ifdef DDB
 105 #ifndef KDB
 106 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 107 #endif
 108 #include <ddb/ddb.h>
 109 #include <ddb/db_sym.h>
 110 #endif
 111
 112 #include <net/netisr.h>
 113
 114 #include <machine/clock.h>
 115 #include <machine/cpu.h>
 116 #include <machine/cputypes.h>
 117 #include <machine/intr_machdep.h>
 118 #include <x86/mca.h>
 119 #include <machine/md_var.h>
 120 #include <machine/metadata.h>
 121 #include <machine/mp_watchdog.h>
 122 #include <machine/pc/bios.h>
 123 #include <machine/pcb.h>
 124 #include <machine/proc.h>
 125 #include <machine/reg.h>
 126 #include <machine/sigframe.h>
 127 #include <machine/specialreg.h>
 128 #ifdef PERFMON
 129 #include <machine/perfmon.h>
 130 #endif
 131 #include <machine/tss.h>
 132 #ifdef SMP
 133 #include <machine/smp.h>
 134 #endif
 135 #ifdef FDT
 136 #include <x86/fdt.h>
 137 #endif
 138
 139 #ifdef DEV_ATPIC
 140 #include <x86/isa/icu.h>
 141 #else
 142 #include <x86/apicvar.h>
 143 #endif
 144
 145 #include <isa/isareg.h>
 146 #include <isa/rtc.h>
 147 #include <x86/init.h>
 148
 149 /* Sanity check for __curthread() */
 150 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 151
 152 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 153
 154 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 155 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 156
 157 static void cpu_startup(void *);
 158 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 159     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 160 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
 161     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 162 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 163
 164 /* Preload data parse function */
 165 static caddr_t native_parse_preload_data(u_int64_t);
 166
 167 /* Native function to fetch and parse the e820 map */
 168 static void native_parse_memmap(caddr_t, vm_paddr_t *, int *);
 169
 170 /* Default init_ops implementation. */
 171 struct init_ops init_ops = {
 172         .parse_preload_data =   native_parse_preload_data,
 173         .early_clock_source_init =      i8254_init,
 174         .early_delay =                  i8254_delay,
 175         .parse_memmap =                 native_parse_memmap,
 176 #ifdef SMP
 177         .mp_bootaddress =               mp_bootaddress,
 178         .start_all_aps =                native_start_all_aps,
 179 #endif
 180 };
 181
 182 /*
 183  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 184  * the physical address at which the kernel is loaded.
 185  */
 186 extern char kernphys[];
 187 #ifdef DDB
 188 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 189 #endif
 190
 191 struct msgbuf *msgbufp;
 192
 193 /* Intel ICH registers */
 194 #define ICH_PMBASE      0x400
 195 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 196
 197 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 198
 199 int cold = 1;
 200
 201 long Maxmem = 0;
 202 long realmem = 0;
 203
 204 /*
 205  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 206  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 207  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 208  * PHYSSEG entries.
 209  */
 210 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 211
 212 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 213 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 214
 215 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 216 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 217 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 218
 219 struct kva_md_info kmi;
 220
 221 static struct trapframe proc0_tf;
 222 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 223
 224 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 225
 226 struct mtx icu_lock;
 227
 228 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 229
 230 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 231
 232 void (*vmm_resume_p)(void);
 233
 234 static void
 235 cpu_startup(dummy)
 236         void *dummy;
 237 {
 238         uintmax_t memsize;
 239         char *sysenv;
 240
 241         /*
 242          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 243          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 244          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 245          * start the APs.
 246          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 247          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 248          */
 249         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 250         if (sysenv != NULL) {
 251                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 252                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 253                     strncmp(sysenv, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 254                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 255                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 256                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 257                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 258                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 259                         if (bootverbose)
 260                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 261                                     "Intel ICH.\n");
 262                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 263                 }
 264                 freeenv(sysenv);
 265         }
 266
 267         /*
 268          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 269          */
 270         startrtclock();
 271         printcpuinfo();
 272         panicifcpuunsupported();
 273 #ifdef PERFMON
 274         perfmon_init();
 275 #endif
 276
 277         /*
 278          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 279          */
 280         memsize = 0;
 281         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 282         if (sysenv != NULL) {
 283                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 284                 freeenv(sysenv);
 285         }
 286         if (memsize < ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count))
 287                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 288         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 289         realmem = atop(memsize);
 290
 291         /*
 292          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 293          */
 294         if (bootverbose) {
 295                 int indx;
 296
 297                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 298                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 299                         vm_paddr_t size;
 300
 301                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 302                         printf(
 303                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 304                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 305                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 306                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 307                 }
 308         }
 309
 310         vm_ksubmap_init(&kmi);
 311
 312         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 313             ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count),
 314             ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count) / 1048576);
 315
 316         /*
 317          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 318          */
 319         bufinit();
 320         vm_pager_bufferinit();
 321
 322         cpu_setregs();
 323 }
 324
 325 /*
 326  * Send an interrupt to process.
 327  *
 328  * Stack is set up to allow sigcode stored
 329  * at top to call routine, followed by call
 330  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 331  * resets the signal mask, the stack, and the
 332  * frame pointer, it returns to the user
 333  * specified pc, psl.
 334  */
 335 void
 336 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 337 {
 338         struct sigframe sf, *sfp;
 339         struct pcb *pcb;
 340         struct proc *p;
 341         struct thread *td;
 342         struct sigacts *psp;
 343         char *sp;
 344         struct trapframe *regs;
 345         char *xfpusave;
 346         size_t xfpusave_len;
 347         int sig;
 348         int oonstack;
 349
 350         td = curthread;
 351         pcb = td->td_pcb;
 352         p = td->td_proc;
 353         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 354         sig = ksi->ksi_signo;
 355         psp = p->p_sigacts;
 356         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 357         regs = td->td_frame;
 358         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 359
 360         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 361                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 362                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 363         } else {
 364                 xfpusave_len = 0;
 365                 xfpusave = NULL;
 366         }
 367
 368         /* Save user context. */
 369         bzero(&sf, sizeof(sf));
 370         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 371         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 372         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 373             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 374         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 375         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 376         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 377         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 378         fpstate_drop(td);
 379         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 380         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 381         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 382             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 383         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 384
 385         /* Allocate space for the signal handler context. */
 386         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 387             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 388                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 389 #if defined(COMPAT_43)
 390                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 391 #endif
 392         } else
 393                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 394         if (xfpusave != NULL) {
 395                 sp -= xfpusave_len;
 396                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 397                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 398         }
 399         sp -= sizeof(struct sigframe);
 400         /* Align to 16 bytes. */
 401         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 402
 403         /* Translate the signal if appropriate. */
 404         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 405                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 406
 407         /* Build the argument list for the signal handler. */
 408         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 409         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 410         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 411         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 412                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 413                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 414                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 415
 416                 /* Fill in POSIX parts */
 417                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 418                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 419                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 420         } else {
 421                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 422                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 423                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 424                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 425         }
 426         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 427         PROC_UNLOCK(p);
 428
 429         /*
 430          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 431          */
 432         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 433             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 434             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 435             != 0)) {
 436 #ifdef DEBUG
 437                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 438 #endif
 439                 PROC_LOCK(p);
 440                 sigexit(td, SIGILL);
 441         }
 442
 443         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 444         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 445         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 446         regs->tf_cs = _ucodesel;
 447         regs->tf_ds = _udatasel;
 448         regs->tf_es = _udatasel;
 449         regs->tf_fs = _ufssel;
 450         regs->tf_gs = _ugssel;
 451         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 452         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 453         PROC_LOCK(p);
 454         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 455 }
 456
 457 /*
 458  * System call to cleanup state after a signal
 459  * has been taken.  Reset signal mask and
 460  * stack state from context left by sendsig (above).
 461  * Return to previous pc and psl as specified by
 462  * context left by sendsig. Check carefully to
 463  * make sure that the user has not modified the
 464  * state to gain improper privileges.
 465  *
 466  * MPSAFE
 467  */
 468 int
 469 sys_sigreturn(td, uap)
 470         struct thread *td;
 471         struct sigreturn_args /* {
 472                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 473         } */ *uap;
 474 {
 475         ucontext_t uc;
 476         struct pcb *pcb;
 477         struct proc *p;
 478         struct trapframe *regs;
 479         ucontext_t *ucp;
 480         char *xfpustate;
 481         size_t xfpustate_len;
 482         long rflags;
 483         int cs, error, ret;
 484         ksiginfo_t ksi;
 485
 486         pcb = td->td_pcb;
 487         p = td->td_proc;
 488
 489         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 490         if (error != 0) {
 491                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 492                     p->p_pid, td->td_name);
 493                 return (error);
 494         }
 495         ucp = &uc;
 496         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 497                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 498                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 499                 return (EINVAL);
 500         }
 501         regs = td->td_frame;
 502         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 503         /*
 504          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 505          */
 506         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 507                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 508                     td->td_name, rflags);
 509                 return (EINVAL);
 510         }
 511
 512         /*
 513          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 514          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 515          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 516          */
 517         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 518         if (!CS_SECURE(cs)) {
 519                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 520                     td->td_name, cs);
 521                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 522                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 523                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 524                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 525                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 526                 trapsignal(td, &ksi);
 527                 return (EINVAL);
 528         }
 529
 530         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 531                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 532                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 533                     sizeof(struct savefpu)) {
 534                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 535                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 536                         return (EINVAL);
 537                 }
 538                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 539                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 540                     xfpustate, xfpustate_len);
 541                 if (error != 0) {
 542                         uprintf(
 543         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 544                             p->p_pid, td->td_name);
 545                         return (error);
 546                 }
 547         } else {
 548                 xfpustate = NULL;
 549                 xfpustate_len = 0;
 550         }
 551         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 552         if (ret != 0) {
 553                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 554                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 555                 return (ret);
 556         }
 557         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 558         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 559         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 560
 561 #if defined(COMPAT_43)
 562         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 563                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 564         else
 565                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 566 #endif
 567
 568         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 569         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 570         return (EJUSTRETURN);
 571 }
 572
 573 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 574 int
 575 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 576 {
 577
 578         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 579 }
 580 #endif
 581
 582
 583 /*
 584  * Machine dependent boot() routine
 585  *
 586  * I haven't seen anything to put here yet
 587  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 588  */
 589 void
 590 cpu_boot(int howto)
 591 {
 592 }
 593
 594 /*
 595  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 596  * be made coherent later.
 597  */
 598 void
 599 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 600 {
 601         /* Not applicable */
 602 }
 603
 604 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 605 int
 606 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 607 {
 608         uint64_t tsc1, tsc2;
 609         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 610         register_t reg;
 611
 612         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 613                 return (EINVAL);
 614
 615         /*
 616          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 617          * DELAY(9) based logic fails.
 618          */
 619         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 620                 return (EOPNOTSUPP);
 621
 622 #ifdef SMP
 623         if (smp_cpus > 1) {
 624                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 625                 thread_lock(curthread);
 626                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 627                 thread_unlock(curthread);
 628         }
 629 #endif
 630
 631         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 632         reg = intr_disable();
 633         if (tsc_is_invariant) {
 634                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 635                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 636                 tsc1 = rdtsc();
 637                 DELAY(1000);
 638                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 639                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 640                 tsc2 = rdtsc();
 641                 intr_restore(reg);
 642                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 643                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 644         } else {
 645                 tsc1 = rdtsc();
 646                 DELAY(1000);
 647                 tsc2 = rdtsc();
 648                 intr_restore(reg);
 649                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 650         }
 651
 652 #ifdef SMP
 653         if (smp_cpus > 1) {
 654                 thread_lock(curthread);
 655                 sched_unbind(curthread);
 656                 thread_unlock(curthread);
 657         }
 658 #endif
 659
 660         return (0);
 661 }
 662
 663 /*
 664  * Shutdown the CPU as much as possible
 665  */
 666 void
 667 cpu_halt(void)
 668 {
 669         for (;;)
 670                 halt();
 671 }
 672
 673 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 674 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 675 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 676 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RWTUN, &idle_mwait,
 677     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 678
 679 #define STATE_RUNNING   0x0
 680 #define STATE_MWAIT     0x1
 681 #define STATE_SLEEPING  0x2
 682
 683 static void
 684 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 685 {
 686         int *state;
 687
 688         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 689         *state = STATE_SLEEPING;
 690
 691         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 692         disable_intr();
 693         if (sched_runnable())
 694                 enable_intr();
 695         else if (cpu_idle_hook)
 696                 cpu_idle_hook(sbt);
 697         else
 698                 __asm __volatile("sti; hlt");
 699         *state = STATE_RUNNING;
 700 }
 701
 702 static void
 703 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 704 {
 705         int *state;
 706
 707         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 708         *state = STATE_SLEEPING;
 709
 710         /*
 711          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 712          * an interrupt fires during that critical section we may have
 713          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 714          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 715          * To handle this race, check for a runnable thread after
 716          * disabling interrupts and immediately return if one is
 717          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 718          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 719          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 720          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 721          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 722          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 723          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 724          * interrupt.
 725          */
 726         disable_intr();
 727         if (sched_runnable())
 728                 enable_intr();
 729         else
 730                 __asm __volatile("sti; hlt");
 731         *state = STATE_RUNNING;
 732 }
 733
 734 /*
 735  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 736  */
 737 #define MWAIT_C0        0xf0
 738 #define MWAIT_C1        0x00
 739 #define MWAIT_C2        0x10
 740 #define MWAIT_C3        0x20
 741 #define MWAIT_C4        0x30
 742
 743 static void
 744 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 745 {
 746         int *state;
 747
 748         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 749         *state = STATE_MWAIT;
 750
 751         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 752         disable_intr();
 753         if (sched_runnable()) {
 754                 enable_intr();
 755                 *state = STATE_RUNNING;
 756                 return;
 757         }
 758         cpu_monitor(state, 0, 0);
 759         if (*state == STATE_MWAIT)
 760                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 761         else
 762                 enable_intr();
 763         *state = STATE_RUNNING;
 764 }
 765
 766 static void
 767 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 768 {
 769         int *state;
 770         int i;
 771
 772         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 773         *state = STATE_RUNNING;
 774
 775         /*
 776          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 777          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 778          * (and it is much better than missing the check at all).
 779          */
 780         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 781                 if (sched_runnable())
 782                         return;
 783                 cpu_spinwait();
 784         }
 785 }
 786
 787 /*
 788  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 789  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 790  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 791  *
 792  * Reference:
 793  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 794  *   #32559 revision 3.00+
 795  */
 796 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 797 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 798 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 799 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 800
 801 static void
 802 cpu_probe_amdc1e(void)
 803 {
 804
 805         /*
 806          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 807          * dual-cores (or future) k8 family.
 808          */
 809         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 810             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 811             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 812                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 813         }
 814 }
 815
 816 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 817
 818 void
 819 cpu_idle(int busy)
 820 {
 821         uint64_t msr;
 822         sbintime_t sbt = -1;
 823
 824         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 825             busy, curcpu);
 826 #ifdef MP_WATCHDOG
 827         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 828 #endif
 829         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 830         if (busy) {
 831                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 832                         cpu_idle_mwait(busy);
 833                         goto out;
 834                 }
 835         }
 836
 837         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 838         if (!busy) {
 839                 critical_enter();
 840                 sbt = cpu_idleclock();
 841         }
 842
 843         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 844         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 845                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 846                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 847                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 848         }
 849
 850         /* Call main idle method. */
 851         cpu_idle_fn(sbt);
 852
 853         /* Switch timers back into active mode. */
 854         if (!busy) {
 855                 cpu_activeclock();
 856                 critical_exit();
 857         }
 858 out:
 859         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 860             busy, curcpu);
 861 }
 862
 863 int
 864 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 865 {
 866         struct pcpu *pcpu;
 867         int *state;
 868
 869         pcpu = pcpu_find(cpu);
 870         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 871         /*
 872          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 873          * simply result in unnecessary IPIs.
 874          */
 875         if (*state == STATE_SLEEPING)
 876                 return (0);
 877         if (*state == STATE_MWAIT)
 878                 *state = STATE_RUNNING;
 879         return (1);
 880 }
 881
 882 /*
 883  * Ordered by speed/power consumption.
 884  */
 885 struct {
 886         void    *id_fn;
 887         char    *id_name;
 888 } idle_tbl[] = {
 889         { cpu_idle_spin, "spin" },
 890         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 891         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 892         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 893         { NULL, NULL }
 894 };
 895
 896 static int
 897 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 898 {
 899         char *avail, *p;
 900         int error;
 901         int i;
 902
 903         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 904         p = avail;
 905         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 906                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 907                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 908                         continue;
 909                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 910                     cpu_idle_hook == NULL)
 911                         continue;
 912                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 913                     idle_tbl[i].id_name);
 914         }
 915         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 916         free(avail, M_TEMP);
 917         return (error);
 918 }
 919
 920 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 921     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 922
 923 static int
 924 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 925 {
 926         char buf[16];
 927         int error;
 928         char *p;
 929         int i;
 930
 931         p = "unknown";
 932         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 933                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 934                         p = idle_tbl[i].id_name;
 935                         break;
 936                 }
 937         }
 938         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 939         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 940         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 941                 return (error);
 942         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 943                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 944                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 945                         continue;
 946                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 947                     cpu_idle_hook == NULL)
 948                         continue;
 949                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 950                         continue;
 951                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 952                 return (0);
 953         }
 954         return (EINVAL);
 955 }
 956
 957 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 958     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 959
 960 /*
 961  * Reset registers to default values on exec.
 962  */
 963 void
 964 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 965 {
 966         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 967         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 968
 969         mtx_lock(&dt_lock);
 970         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 971                 user_ldt_free(td);
 972         else
 973                 mtx_unlock(&dt_lock);
 974
 975         pcb->pcb_fsbase = 0;
 976         pcb->pcb_gsbase = 0;
 977         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 978         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 979         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 980
 981         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 982         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 983         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 984         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 985         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 986         regs->tf_ss = _udatasel;
 987         regs->tf_cs = _ucodesel;
 988         regs->tf_ds = _udatasel;
 989         regs->tf_es = _udatasel;
 990         regs->tf_fs = _ufssel;
 991         regs->tf_gs = _ugssel;
 992         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 993         td->td_retval[1] = 0;
 994
 995         /*
 996          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 997          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 998          */
 999         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1000                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1001                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1002                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1003                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1004                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1005                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1006                 if (pcb == curpcb) {
1007                         /*
1008                          * Clear the debug registers on the running
1009                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1010                          * the next process we switch to.
1011                          */
1012                         reset_dbregs();
1013                 }
1014                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1015         }
1016
1017         /*
1018          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1019          * clean FP state if it uses the FPU again.
1020          */
1021         fpstate_drop(td);
1022 }
1023
1024 void
1025 cpu_setregs(void)
1026 {
1027         register_t cr0;
1028
1029         cr0 = rcr0();
1030         /*
1031          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1032          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1033          */
1034         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1035         load_cr0(cr0);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1040  */
1041
1042 /*
1043  * Initialize segments & interrupt table
1044  */
1045
1046 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1047 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1048 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1049
1050 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1051
1052 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1053 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1054
1055 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1056
1057 /*
1058  * Software prototypes -- in more palatable form.
1059  *
1060  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1061  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1062  */
1063 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1064 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1065 {       .ssd_base = 0x0,
1066         .ssd_limit = 0x0,
1067         .ssd_type = 0,
1068         .ssd_dpl = 0,
1069         .ssd_p = 0,
1070         .ssd_long = 0,
1071         .ssd_def32 = 0,
1072         .ssd_gran = 0           },
1073 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1074 {       .ssd_base = 0x0,
1075         .ssd_limit = 0x0,
1076         .ssd_type = 0,
1077         .ssd_dpl = 0,
1078         .ssd_p = 0,
1079         .ssd_long = 0,
1080         .ssd_def32 = 0,
1081         .ssd_gran = 0           },
1082 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1083 {       .ssd_base = 0x0,
1084         .ssd_limit = 0xfffff,
1085         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1086         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1087         .ssd_p = 1,
1088         .ssd_long = 0,
1089         .ssd_def32 = 1,
1090         .ssd_gran = 1           },
1091 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1092 {       .ssd_base = 0x0,
1093         .ssd_limit = 0xfffff,
1094         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1095         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1096         .ssd_p = 1,
1097         .ssd_long = 0,
1098         .ssd_def32 = 1,
1099         .ssd_gran = 1           },
1100 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1101 {       .ssd_base = 0x0,
1102         .ssd_limit = 0xfffff,
1103         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1104         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1105         .ssd_p = 1,
1106         .ssd_long = 1,
1107         .ssd_def32 = 0,
1108         .ssd_gran = 1           },
1109 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1110 {       .ssd_base = 0x0,
1111         .ssd_limit = 0xfffff,
1112         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1113         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1114         .ssd_p = 1,
1115         .ssd_long = 1,
1116         .ssd_def32 = 0,
1117         .ssd_gran = 1           },
1118 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1119 {       .ssd_base = 0x0,
1120         .ssd_limit = 0xfffff,
1121         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1122         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1123         .ssd_p = 1,
1124         .ssd_long = 0,
1125         .ssd_def32 = 1,
1126         .ssd_gran = 1           },
1127 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1128 {       .ssd_base = 0x0,
1129         .ssd_limit = 0xfffff,
1130         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1131         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1132         .ssd_p = 1,
1133         .ssd_long = 0,
1134         .ssd_def32 = 1,
1135         .ssd_gran = 1           },
1136 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1137 {       .ssd_base = 0x0,
1138         .ssd_limit = 0xfffff,
1139         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1140         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1141         .ssd_p = 1,
1142         .ssd_long = 1,
1143         .ssd_def32 = 0,
1144         .ssd_gran = 1           },
1145 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1146 {       .ssd_base = 0x0,
1147         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPERM_BITMAP_SIZE - 1,
1148         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1149         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1150         .ssd_p = 1,
1151         .ssd_long = 0,
1152         .ssd_def32 = 0,
1153         .ssd_gran = 0           },
1154 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1155 {       .ssd_base = 0x0,
1156         .ssd_limit = 0x0,
1157         .ssd_type = 0,
1158         .ssd_dpl = 0,
1159         .ssd_p = 0,
1160         .ssd_long = 0,
1161         .ssd_def32 = 0,
1162         .ssd_gran = 0           },
1163 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1164 {       .ssd_base = 0x0,
1165         .ssd_limit = 0x0,
1166         .ssd_type = 0,
1167         .ssd_dpl = 0,
1168         .ssd_p = 0,
1169         .ssd_long = 0,
1170         .ssd_def32 = 0,
1171         .ssd_gran = 0           },
1172 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1173 {       .ssd_base = 0x0,
1174         .ssd_limit = 0x0,
1175         .ssd_type = 0,
1176         .ssd_dpl = 0,
1177         .ssd_p = 0,
1178         .ssd_long = 0,
1179         .ssd_def32 = 0,
1180         .ssd_gran = 0           },
1181 };
1182
1183 void
1184 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1185         int idx;
1186         inthand_t *func;
1187         int typ;
1188         int dpl;
1189         int ist;
1190 {
1191         struct gate_descriptor *ip;
1192
1193         ip = idt + idx;
1194         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1195         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1196         ip->gd_ist = ist;
1197         ip->gd_xx = 0;
1198         ip->gd_type = typ;
1199         ip->gd_dpl = dpl;
1200         ip->gd_p = 1;
1201         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1202 }
1203
1204 extern inthand_t
1205         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1206         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1207         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1208         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1209         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1210 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1211         IDTVEC(dtrace_ret),
1212 #endif
1213 #ifdef XENHVM
1214         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1215 #endif
1216         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1217
1218 #ifdef DDB
1219 /*
1220  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1221  * the default 'rsvd' entry point.
1222  */
1223 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1224 {
1225         struct gate_descriptor *ip;
1226         int idx;
1227         uintptr_t func;
1228
1229         ip = idt;
1230         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1231                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1232                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1233                         db_printf("%3d\t", idx);
1234                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1235                         db_printf("\n");
1236                 }
1237                 ip++;
1238         }
1239 }
1240
1241 /* Show privileged registers. */
1242 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1243 {
1244         struct {
1245                 uint16_t limit;
1246                 uint64_t base;
1247         } __packed idtr, gdtr;
1248         uint16_t ldt, tr;
1249
1250         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1251         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1252             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1253         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1254         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1255             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1256         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1257         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1258         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1259         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1260         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1261         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1262         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1263         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1264         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1265         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1266         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1267         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1268         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1269 }
1270 #endif
1271
1272 void
1273 sdtossd(sd, ssd)
1274         struct user_segment_descriptor *sd;
1275         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1276 {
1277
1278         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1279         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1280         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1281         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1282         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1283         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1284         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1285         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1286 }
1287
1288 void
1289 ssdtosd(ssd, sd)
1290         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1291         struct user_segment_descriptor *sd;
1292 {
1293
1294         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1295         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1296         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1297         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1298         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1299         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1300         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1301         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1302         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1303         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1304 }
1305
1306 void
1307 ssdtosyssd(ssd, sd)
1308         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1309         struct system_segment_descriptor *sd;
1310 {
1311
1312         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1313         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1314         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1315         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1316         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1317         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1318         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1319         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1320 }
1321
1322 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1323 #include <isa/isavar.h>
1324 #include <isa/isareg.h>
1325 /*
1326  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1327  * and is only suitable for use at probe time.
1328  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1329  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1330  * implementation in the apic driver code, if at all.
1331  */
1332 intrmask_t
1333 isa_irq_pending(void)
1334 {
1335         u_char irr1;
1336         u_char irr2;
1337
1338         irr1 = inb(IO_ICU1);
1339         irr2 = inb(IO_ICU2);
1340         return ((irr2 << 8) | irr1);
1341 }
1342 #endif
1343
1344 u_int basemem;
1345
1346 static int
1347 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1348     int *physmap_idxp)
1349 {
1350         int i, insert_idx, physmap_idx;
1351
1352         physmap_idx = *physmap_idxp;
1353
1354         if (length == 0)
1355                 return (1);
1356
1357         /*
1358          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1359          * assuming the new entry will be added to the end.
1360          */
1361         insert_idx = physmap_idx + 2;
1362         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1363                 if (base < physmap[i + 1]) {
1364                         if (base + length <= physmap[i]) {
1365                                 insert_idx = i;
1366                                 break;
1367                         }
1368                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1369                                 printf(
1370                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1371                         return (1);
1372                 }
1373         }
1374
1375         /* See if we can prepend to the next entry. */
1376         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1377                 physmap[insert_idx] = base;
1378                 return (1);
1379         }
1380
1381         /* See if we can append to the previous entry. */
1382         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1383                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1384                 return (1);
1385         }
1386
1387         physmap_idx += 2;
1388         *physmap_idxp = physmap_idx;
1389         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1390                 printf(
1391                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1392                 return (0);
1393         }
1394
1395         /*
1396          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1397          * entry if needed.
1398          */
1399         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1400                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1401                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1402         }
1403
1404         /* Insert the new entry. */
1405         physmap[insert_idx] = base;
1406         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1407         return (1);
1408 }
1409
1410 void
1411 bios_add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, u_int32_t smapsize,
1412                       vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idx)
1413 {
1414         struct bios_smap *smap, *smapend;
1415
1416         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1417
1418         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1419                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1420                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1421                             smap->type, smap->base, smap->length);
1422
1423                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1424                         continue;
1425
1426                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1427                     physmap_idx))
1428                         break;
1429         }
1430 }
1431
1432 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1433         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1434
1435 static void
1436 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1437     int *physmap_idx)
1438 {
1439         struct efi_md *map, *p;
1440         const char *type;
1441         size_t efisz;
1442         int ndesc, i;
1443
1444         static const char *types[] = {
1445                 "Reserved",
1446                 "LoaderCode",
1447                 "LoaderData",
1448                 "BootServicesCode",
1449                 "BootServicesData",
1450                 "RuntimeServicesCode",
1451                 "RuntimeServicesData",
1452                 "ConventionalMemory",
1453                 "UnusableMemory",
1454                 "ACPIReclaimMemory",
1455                 "ACPIMemoryNVS",
1456                 "MemoryMappedIO",
1457                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1458                 "PalCode"
1459         };
1460
1461         /*
1462          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1463          * Boot Services API.
1464          */
1465         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1466         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1467
1468         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1469                 return;
1470         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1471
1472         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1473                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1474                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1475
1476         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1477             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1478                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1479                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1480                                 type = types[p->md_type];
1481                         else
1482                                 type = "<INVALID>";
1483                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1484                             p->md_virt, p->md_pages);
1485                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1486                                 printf("UC ");
1487                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1488                                 printf("WC ");
1489                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1490                                 printf("WT ");
1491                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1492                                 printf("WB ");
1493                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1494                                 printf("UCE ");
1495                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1496                                 printf("WP ");
1497                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1498                                 printf("RP ");
1499                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1500                                 printf("XP ");
1501                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1502                                 printf("RUNTIME");
1503                         printf("\n");
1504                 }
1505
1506                 switch (p->md_type) {
1507                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1508                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1509                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1510                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1511                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1512                         /*
1513                          * We're allowed to use any entry with these types.
1514                          */
1515                         break;
1516                 default:
1517                         continue;
1518                 }
1519
1520                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1521                     physmap, physmap_idx))
1522                         break;
1523         }
1524 }
1525
1526 static char bootmethod[16] = "";
1527 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1528     "System firmware boot method");
1529
1530 static void
1531 native_parse_memmap(caddr_t kmdp, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idx)
1532 {
1533         struct bios_smap *smap;
1534         struct efi_map_header *efihdr;
1535         u_int32_t size;
1536
1537         /*
1538          * Memory map from INT 15:E820.
1539          *
1540          * subr_module.c says:
1541          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1542          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1543          */
1544
1545         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1546             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1547         smap = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1548             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1549         if (efihdr == NULL && smap == NULL)
1550                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1551
1552         if (efihdr != NULL) {
1553                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, physmap_idx);
1554                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1555         } else {
1556                 size = *((u_int32_t *)smap - 1);
1557                 bios_add_smap_entries(smap, size, physmap, physmap_idx);
1558                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1559         }
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1564  * available physical memory in the system, then test this memory and
1565  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1566  *
1567  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1568  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1569  *
1570  * XXX first should be vm_paddr_t.
1571  */
1572 static void
1573 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1574 {
1575         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1576         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1577         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1578         pt_entry_t *pte;
1579         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1580
1581         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1582         basemem = 0;
1583         physmap_idx = 0;
1584
1585         init_ops.parse_memmap(kmdp, physmap, &physmap_idx);
1586
1587         /*
1588          * Find the 'base memory' segment for SMP
1589          */
1590         basemem = 0;
1591         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1592                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1593                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1594                         break;
1595                 }
1596         }
1597         if (basemem == 0)
1598                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1599
1600         /*
1601          * Make hole for "AP -> long mode" bootstrap code.  The
1602          * mp_bootaddress vector is only available when the kernel
1603          * is configured to support APs and APs for the system start
1604          * in 32bit mode (e.g. SMP bare metal).
1605          */
1606         if (init_ops.mp_bootaddress)
1607                 physmap[1] = init_ops.mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1608
1609         /*
1610          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1611          * highest page of the physical address space.  It should be
1612          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1613          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1614          */
1615         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1616
1617 #ifdef MAXMEM
1618         Maxmem = MAXMEM / 4;
1619 #endif
1620
1621         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1622                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1623
1624         /*
1625          * The boot memory test is disabled by default, as it takes a
1626          * significant amount of time on large-memory systems, and is
1627          * unfriendly to virtual machines as it unnecessarily touches all
1628          * pages.
1629          *
1630          * A general name is used as the code may be extended to support
1631          * additional tests beyond the current "page present" test.
1632          */
1633         memtest = 0;
1634         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1635
1636         /*
1637          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1638          * in the system.
1639          */
1640         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1641                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1642
1643         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1644             (boothowto & RB_VERBOSE))
1645                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1646
1647         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1648         pmap_bootstrap(&first);
1649
1650         /*
1651          * Size up each available chunk of physical memory.
1652          *
1653          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1654          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1655          * running in a VM.
1656          */
1657         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1658         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1659         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1660                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1661         else if (physmem_start >= physmap[1])
1662                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1663         else
1664                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1665         pa_indx = 0;
1666         da_indx = 1;
1667         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1668         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1669         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1670         pte = CMAP1;
1671
1672         /*
1673          * Get dcons buffer address
1674          */
1675         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1676             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1677                 dcons_addr = 0;
1678
1679         /*
1680          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1681          * round up the start address and round down the end address.
1682          */
1683         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1684                 vm_paddr_t end;
1685
1686                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1687                 if (physmap[i + 1] < end)
1688                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1689                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1690                         int tmp, page_bad, full;
1691                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1692
1693                         full = FALSE;
1694                         /*
1695                          * block out kernel memory as not available.
1696                          */
1697                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1698                                 goto do_dump_avail;
1699
1700                         /*
1701                          * block out dcons buffer
1702                          */
1703                         if (dcons_addr > 0
1704                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1705                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1706                                 goto do_dump_avail;
1707
1708                         page_bad = FALSE;
1709                         if (memtest == 0)
1710                                 goto skip_memtest;
1711
1712                         /*
1713                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1714                          */
1715                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1716                         invltlb();
1717
1718                         tmp = *(int *)ptr;
1719                         /*
1720                          * Test for alternating 1's and 0's
1721                          */
1722                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1723                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1724                                 page_bad = TRUE;
1725                         /*
1726                          * Test for alternating 0's and 1's
1727                          */
1728                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1729                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1730                                 page_bad = TRUE;
1731                         /*
1732                          * Test for all 1's
1733                          */
1734                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1735                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1736                                 page_bad = TRUE;
1737                         /*
1738                          * Test for all 0's
1739                          */
1740                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1741                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1742                                 page_bad = TRUE;
1743                         /*
1744                          * Restore original value.
1745                          */
1746                         *(int *)ptr = tmp;
1747
1748 skip_memtest:
1749                         /*
1750                          * Adjust array of valid/good pages.
1751                          */
1752                         if (page_bad == TRUE)
1753                                 continue;
1754                         /*
1755                          * If this good page is a continuation of the
1756                          * previous set of good pages, then just increase
1757                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1758                          * Note that "end" points one higher than end,
1759                          * making the range >= start and < end.
1760                          * If we're also doing a speculative memory
1761                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1762                          * so that we keep going. The first bad page
1763                          * will terminate the loop.
1764                          */
1765                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1766                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1767                         } else {
1768                                 pa_indx++;
1769                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1770                                         printf(
1771                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1772                                         pa_indx--;
1773                                         full = TRUE;
1774                                         goto do_dump_avail;
1775                                 }
1776                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1777                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1778                         }
1779                         physmem++;
1780 do_dump_avail:
1781                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1782                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1783                         } else {
1784                                 da_indx++;
1785                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1786                                         da_indx--;
1787                                         goto do_next;
1788                                 }
1789                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1790                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1791                         }
1792 do_next:
1793                         if (full)
1794                                 break;
1795                 }
1796         }
1797         *pte = 0;
1798         invltlb();
1799
1800         /*
1801          * XXX
1802          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1803          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1804          * calculation, etc.).
1805          */
1806         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1807             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1808                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1809                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1810                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1811         }
1812
1813         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1814
1815         /* Trim off space for the message buffer. */
1816         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1817
1818         /* Map the message buffer. */
1819         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1820 }
1821
1822 static caddr_t
1823 native_parse_preload_data(u_int64_t modulep)
1824 {
1825         caddr_t kmdp;
1826
1827         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1828         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1829         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1830         if (kmdp == NULL)
1831                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1832         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1833         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1834 #ifdef DDB
1835         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1836         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1837 #endif
1838
1839         return (kmdp);
1840 }
1841
1842 u_int64_t
1843 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1844 {
1845         caddr_t kmdp;
1846         int gsel_tss, x;
1847         struct pcpu *pc;
1848         struct nmi_pcpu *np;
1849         struct xstate_hdr *xhdr;
1850         u_int64_t msr;
1851         char *env;
1852         size_t kstack0_sz;
1853
1854         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1855         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1856         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1857         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1858         physfree += kstack0_sz;
1859
1860         /*
1861          * This may be done better later if it gets more high level
1862          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1863          */
1864         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1865
1866         kmdp = init_ops.parse_preload_data(modulep);
1867
1868         /* Init basic tunables, hz etc */
1869         init_param1();
1870
1871         /*
1872          * make gdt memory segments
1873          */
1874         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1875                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1876                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1877                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1878         }
1879         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1880         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1881             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1882
1883         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1884         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1885         lgdt(&r_gdt);
1886         pc = &__pcpu[0];
1887
1888         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1889         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1890         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1891
1892         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1893         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1894         physfree += DPCPU_SIZE;
1895         PCPU_SET(prvspace, pc);
1896         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1897         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1898         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1899         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1900         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1901         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1902         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1903
1904         /*
1905          * Initialize mutexes.
1906          *
1907          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1908          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1909          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1910          *           under witness.
1911          */
1912         mutex_init();
1913         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1914         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1915
1916         /* exceptions */
1917         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1918                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1919         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1920         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1921         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1922         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1923         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1924         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1925         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1926         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1927         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1928         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1929         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1930         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1931         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1932         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1933         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1934         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1935         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1936         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1937         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1938 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1939         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1940 #endif
1941 #ifdef XENHVM
1942         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1943 #endif
1944
1945         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1946         r_idt.rd_base = (long) idt;
1947         lidt(&r_idt);
1948
1949         /*
1950          * Initialize the clock before the console so that console
1951          * initialization can use DELAY().
1952          */
1953         clock_init();
1954
1955         /*
1956          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1957          * transition).
1958          */
1959         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1960             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1961                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1962
1963         /*
1964          * Initialize the console before we print anything out.
1965          */
1966         cninit();
1967
1968 #ifdef DEV_ISA
1969 #ifdef DEV_ATPIC
1970         elcr_probe();
1971         atpic_startup();
1972 #else
1973         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1974         atpic_reset();
1975
1976         /*
1977          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1978          * interrupt handler.
1979          */
1980         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1981         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1982 #endif
1983 #else
1984 #error "have you forgotten the isa device?";
1985 #endif
1986
1987         kdb_init();
1988
1989 #ifdef KDB
1990         if (boothowto & RB_KDB)
1991                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1992                     "Boot flags requested debugger");
1993 #endif
1994
1995         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1996         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1997         initializecpucache();
1998
1999         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
2000         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2001
2002         /*
2003          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
2004          * above the start of the ist2 stack.
2005          */
2006         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
2007         np->np_pcpu = (register_t) pc;
2008         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
2009
2010         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2011         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) + IOPERM_BITMAP_SIZE;
2012
2013         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2014         ltr(gsel_tss);
2015
2016         /* Set up the fast syscall stuff */
2017         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2018         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2019         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2020         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2021         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2022               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2023         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2024         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
2025
2026         getmemsize(kmdp, physfree);
2027         init_param2(physmem);
2028
2029         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2030
2031         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
2032         fpuinit();
2033
2034         /*
2035          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2036          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2037          * area.
2038          */
2039         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2040         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2041         if (use_xsave) {
2042                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2043                     1);
2044                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2045         }
2046         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2047         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2048         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2049         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2050         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2051         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2052
2053         /* transfer to user mode */
2054
2055         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2056         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2057         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2058         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2059         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2060
2061         load_ds(_udatasel);
2062         load_es(_udatasel);
2063         load_fs(_ufssel);
2064
2065         /* setup proc 0's pcb */
2066         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2067         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2068         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2069
2070         env = getenv("kernelname");
2071         if (env != NULL)
2072                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2073
2074         cpu_probe_amdc1e();
2075
2076 #ifdef FDT
2077         x86_init_fdt();
2078 #endif
2079
2080         /* Location of kernel stack for locore */
2081         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2082 }
2083
2084 void
2085 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2086 {
2087
2088         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2089 }
2090
2091 static int
2092 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2093 {
2094         struct bios_smap *smapbase;
2095         struct bios_smap_xattr smap;
2096         caddr_t kmdp;
2097         uint32_t *smapattr;
2098         int count, error, i;
2099
2100         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2101         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2102         if (kmdp == NULL)
2103                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2104         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2105             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2106         if (smapbase == NULL)
2107                 return (0);
2108         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2109             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2110         count = *((uint32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2111         error = 0;
2112         for (i = 0; i < count; i++) {
2113                 smap.base = smapbase[i].base;
2114                 smap.length = smapbase[i].length;
2115                 smap.type = smapbase[i].type;
2116                 if (smapattr != NULL)
2117                         smap.xattr = smapattr[i];
2118                 else
2119                         smap.xattr = 0;
2120                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2121         }
2122         return (error);
2123 }
2124 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2125     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2126
2127 void
2128 spinlock_enter(void)
2129 {
2130         struct thread *td;
2131         register_t flags;
2132
2133         td = curthread;
2134         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2135                 flags = intr_disable();
2136                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2137                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2138         } else
2139                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2140         critical_enter();
2141 }
2142
2143 void
2144 spinlock_exit(void)
2145 {
2146         struct thread *td;
2147         register_t flags;
2148
2149         td = curthread;
2150         critical_exit();
2151         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2152         td->td_md.md_spinlock_count--;
2153         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2154                 intr_restore(flags);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2159  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2160  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2161  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2162  * enough for a backtrace.
2163  */
2164 void
2165 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2166 {
2167
2168         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2169         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2170         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2171         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2172         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2173         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2174         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2175         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2176 }
2177
2178 int
2179 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2180 {
2181
2182         td->td_frame->tf_rip = addr;
2183         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2184         return (0);
2185 }
2186
2187 int
2188 ptrace_single_step(struct thread *td)
2189 {
2190         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2191         return (0);
2192 }
2193
2194 int
2195 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2196 {
2197         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2198         return (0);
2199 }
2200
2201 int
2202 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2203 {
2204         struct trapframe *tp;
2205
2206         tp = td->td_frame;
2207         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2208 }
2209
2210 int
2211 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2212 {
2213         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2214         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2215         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2216         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2217         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2218         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2219         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2220         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2221         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2222         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2223         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2224         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2225         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2226         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2227         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2228         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2229         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2230         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2231         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2232         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2233         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2234                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2235                 regs->r_es = tp->tf_es;
2236                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2237                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2238         } else {
2239                 regs->r_ds = 0;
2240                 regs->r_es = 0;
2241                 regs->r_fs = 0;
2242                 regs->r_gs = 0;
2243         }
2244         return (0);
2245 }
2246
2247 int
2248 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2249 {
2250         struct trapframe *tp;
2251         register_t rflags;
2252
2253         tp = td->td_frame;
2254         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2255         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2256                 return (EINVAL);
2257         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2258         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2259         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2260         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2261         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2262         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2263         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2264         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2265         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2266         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2267         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2268         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2269         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2270         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2271         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2272         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2273         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2274         tp->tf_rflags = rflags;
2275         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2276         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2277         if (0) {        /* XXXKIB */
2278                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2279                 tp->tf_es = regs->r_es;
2280                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2281                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2282                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2283         }
2284         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2285         return (0);
2286 }
2287
2288 /* XXX check all this stuff! */
2289 /* externalize from sv_xmm */
2290 static void
2291 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2292 {
2293         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2294         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2295         int i;
2296
2297         /* pcb -> fpregs */
2298         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2299
2300         /* FPU control/status */
2301         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2302         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2303         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2304         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2305         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2306         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2307         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2308         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2309
2310         /* FPU registers */
2311         for (i = 0; i < 8; ++i)
2312                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2313
2314         /* SSE registers */
2315         for (i = 0; i < 16; ++i)
2316                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2317 }
2318
2319 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2320 static void
2321 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2322 {
2323         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2324         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2325         int i;
2326
2327         /* fpregs -> pcb */
2328         /* FPU control/status */
2329         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2330         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2331         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2332         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2333         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2334         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2335         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2336         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2337
2338         /* FPU registers */
2339         for (i = 0; i < 8; ++i)
2340                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2341
2342         /* SSE registers */
2343         for (i = 0; i < 16; ++i)
2344                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2345 }
2346
2347 /* externalize from td->pcb */
2348 int
2349 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2350 {
2351
2352         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2353             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2354             ("not suspended thread %p", td));
2355         fpugetregs(td);
2356         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2357         return (0);
2358 }
2359
2360 /* internalize to td->pcb */
2361 int
2362 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2363 {
2364
2365         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2366         fpuuserinited(td);
2367         return (0);
2368 }
2369
2370 /*
2371  * Get machine context.
2372  */
2373 int
2374 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2375 {
2376         struct pcb *pcb;
2377         struct trapframe *tp;
2378
2379         pcb = td->td_pcb;
2380         tp = td->td_frame;
2381         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2382         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2383         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2384         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2385         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2386         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2387         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2388         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2389         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2390         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2391         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2392         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2393         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2394         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2395         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2396         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2397         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2398         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2399                 mcp->mc_rax = 0;
2400                 mcp->mc_rdx = 0;
2401                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2402         } else {
2403                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2404                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2405         }
2406         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2407         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2408         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2409         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2410         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2411         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2412         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2413         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2414         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2415         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2416         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2417         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2418         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2419         mcp->mc_xfpustate = 0;
2420         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2421         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2422         return (0);
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Set machine context.
2427  *
2428  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2429  * touch the cs selector.
2430  */
2431 int
2432 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2433 {
2434         struct pcb *pcb;
2435         struct trapframe *tp;
2436         char *xfpustate;
2437         long rflags;
2438         int ret;
2439
2440         pcb = td->td_pcb;
2441         tp = td->td_frame;
2442         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2443             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2444                 return (EINVAL);
2445         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2446             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2447         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2448                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2449                     sizeof(struct savefpu))
2450                         return (EINVAL);
2451                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2452                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2453                     mcp->mc_xfpustate_len);
2454                 if (ret != 0)
2455                         return (ret);
2456         } else
2457                 xfpustate = NULL;
2458         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2459         if (ret != 0)
2460                 return (ret);
2461         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2462         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2463         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2464         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2465         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2466         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2467         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2468         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2469         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2470         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2471         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2472         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2473         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2474         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2475         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2476         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2477         tp->tf_rflags = rflags;
2478         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2479         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2480         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2481         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2482                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2483                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2484                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2485                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2486         }
2487         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2488                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2489                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2490         }
2491         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2492         return (0);
2493 }
2494
2495 static void
2496 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2497     size_t xfpusave_len)
2498 {
2499         size_t max_len, len;
2500
2501         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2502         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2503             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2504         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2505         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2506                 return;
2507         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2508         len = xfpusave_len;
2509         if (len > max_len) {
2510                 len = max_len;
2511                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2512         }
2513         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2514         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2515         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2516 }
2517
2518 static int
2519 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2520     size_t xfpustate_len)
2521 {
2522         struct savefpu *fpstate;
2523         int error;
2524
2525         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2526                 return (0);
2527         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2528                 return (EINVAL);
2529         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2530                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2531                 fpstate_drop(td);
2532                 error = 0;
2533         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2534             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2535                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2536                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2537                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2538         } else
2539                 return (EINVAL);
2540         return (error);
2541 }
2542
2543 void
2544 fpstate_drop(struct thread *td)
2545 {
2546
2547         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2548         critical_enter();
2549         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2550                 fpudrop();
2551         /*
2552          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2553          * owned it.
2554          *
2555          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2556          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2557          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2558          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2559          * have too many layers.
2560          */
2561         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2562             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2563         critical_exit();
2564 }
2565
2566 int
2567 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2568 {
2569         struct pcb *pcb;
2570
2571         if (td == NULL) {
2572                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2573                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2574                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2575                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2576                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2577                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2578         } else {
2579                 pcb = td->td_pcb;
2580                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2581                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2582                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2583                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2584                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2585                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2586         }
2587         dbregs->dr[4] = 0;
2588         dbregs->dr[5] = 0;
2589         dbregs->dr[8] = 0;
2590         dbregs->dr[9] = 0;
2591         dbregs->dr[10] = 0;
2592         dbregs->dr[11] = 0;
2593         dbregs->dr[12] = 0;
2594         dbregs->dr[13] = 0;
2595         dbregs->dr[14] = 0;
2596         dbregs->dr[15] = 0;
2597         return (0);
2598 }
2599
2600 int
2601 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2602 {
2603         struct pcb *pcb;
2604         int i;
2605
2606         if (td == NULL) {
2607                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2608                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2609                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2610                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2611                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2612                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2613         } else {
2614                 /*
2615                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2616                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2617                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2618                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2619                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2620                  */
2621                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2622                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2623                                 return (EINVAL);
2624                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2625                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2626                                 return (EINVAL);
2627                 }
2628                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2629                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2630                         return (EINVAL);
2631
2632                 pcb = td->td_pcb;
2633
2634                 /*
2635                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2636                  * process's address space.  If a process could do this, it
2637                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2638                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2639                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2640                  * process's address space.
2641                  *
2642                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2643                  * address space is written into from within the kernel
2644                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2645                  * from within kernel mode?
2646                  */
2647
2648                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2649                         /* dr0 is enabled */
2650                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2651                                 return (EINVAL);
2652                 }
2653                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2654                         /* dr1 is enabled */
2655                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2656                                 return (EINVAL);
2657                 }
2658                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2659                         /* dr2 is enabled */
2660                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2661                                 return (EINVAL);
2662                 }
2663                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2664                         /* dr3 is enabled */
2665                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2666                                 return (EINVAL);
2667                 }
2668
2669                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2670                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2671                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2672                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2673                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2674                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2675
2676                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2677         }
2678
2679         return (0);
2680 }
2681
2682 void
2683 reset_dbregs(void)
2684 {
2685
2686         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2687         load_dr0(0);
2688         load_dr1(0);
2689         load_dr2(0);
2690         load_dr3(0);
2691         load_dr6(0);
2692 }
2693
2694 /*
2695  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2696  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2697  */
2698 int
2699 user_dbreg_trap(void)
2700 {
2701         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2702         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2703         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2704         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2705         int i;
2706
2707         dr7 = rdr7();
2708         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2709                 /*
2710                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2711                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2712                  * hardware debug registers
2713                  */
2714                 return 0;
2715         }
2716
2717         nbp = 0;
2718         dr6 = rdr6();
2719         bp = dr6 & 0x0000000f;
2720
2721         if (!bp) {
2722                 /*
2723                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2724                  * trap was not caused by any of the debug registers
2725                  */
2726                 return 0;
2727         }
2728
2729         /*
2730          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2731          * which ones and if any of them are user space addresses
2732          */
2733
2734         if (bp & 0x01) {
2735                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2736         }
2737         if (bp & 0x02) {
2738                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2739         }
2740         if (bp & 0x04) {
2741                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2742         }
2743         if (bp & 0x08) {
2744                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2745         }
2746
2747         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2748                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2749                         /*
2750                          * addr[i] is in user space
2751                          */
2752                         return nbp;
2753                 }
2754         }
2755
2756         /*
2757          * None of the breakpoints are in user space.
2758          */
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 #ifdef KDB
2763
2764 /*
2765  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2766  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2767  */
2768
2769 /* silence compiler warnings */
2770 u_char inb_(u_short);
2771 void outb_(u_short, u_char);
2772
2773 u_char
2774 inb_(u_short port)
2775 {
2776         return inb(port);
2777 }
2778
2779 void
2780 outb_(u_short port, u_char data)
2781 {
2782         outb(port, data);
2783 }
2784
2785 #endif /* KDB */