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         .msi_init =                     msi_init,
 181 };
 182
 183 /*
 184  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 185  * the physical address at which the kernel is loaded.
 186  */
 187 extern char kernphys[];
 188
 189 struct msgbuf *msgbufp;
 190
 191 /* Intel ICH registers */
 192 #define ICH_PMBASE      0x400
 193 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 194
 195 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 196
 197 int cold = 1;
 198
 199 long Maxmem = 0;
 200 long realmem = 0;
 201
 202 /*
 203  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 204  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 205  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 206  * PHYSSEG entries.
 207  */
 208 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 209
 210 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 211 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 212
 213 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 214 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 215 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 216
 217 struct kva_md_info kmi;
 218
 219 static struct trapframe proc0_tf;
 220 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 221
 222 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 223
 224 struct mtx icu_lock;
 225
 226 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 227
 228 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 229
 230 void (*vmm_resume_p)(void);
 231
 232 static void
 233 cpu_startup(dummy)
 234         void *dummy;
 235 {
 236         uintmax_t memsize;
 237         char *sysenv;
 238
 239         /*
 240          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 241          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 242          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 243          * start the APs.
 244          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 245          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 246          */
 247         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 248         if (sysenv != NULL) {
 249                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 250                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 251                     strncmp(sysenv, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 252                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 253                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 254                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 255                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 256                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 257                         if (bootverbose)
 258                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 259                                     "Intel ICH.\n");
 260                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 261                 }
 262                 freeenv(sysenv);
 263         }
 264
 265         /*
 266          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 267          */
 268         startrtclock();
 269         printcpuinfo();
 270         panicifcpuunsupported();
 271 #ifdef PERFMON
 272         perfmon_init();
 273 #endif
 274
 275         /*
 276          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 277          */
 278         memsize = 0;
 279         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 280         if (sysenv != NULL) {
 281                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 282                 freeenv(sysenv);
 283         }
 284         if (memsize < ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count))
 285                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 286         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 287         realmem = atop(memsize);
 288
 289         /*
 290          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 291          */
 292         if (bootverbose) {
 293                 int indx;
 294
 295                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 296                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 297                         vm_paddr_t size;
 298
 299                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 300                         printf(
 301                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 302                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 303                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 304                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 305                 }
 306         }
 307
 308         vm_ksubmap_init(&kmi);
 309
 310         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 311             ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count),
 312             ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count) / 1048576);
 313
 314         /*
 315          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 316          */
 317         bufinit();
 318         vm_pager_bufferinit();
 319
 320         cpu_setregs();
 321 }
 322
 323 /*
 324  * Send an interrupt to process.
 325  *
 326  * Stack is set up to allow sigcode stored
 327  * at top to call routine, followed by call
 328  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 329  * resets the signal mask, the stack, and the
 330  * frame pointer, it returns to the user
 331  * specified pc, psl.
 332  */
 333 void
 334 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 335 {
 336         struct sigframe sf, *sfp;
 337         struct pcb *pcb;
 338         struct proc *p;
 339         struct thread *td;
 340         struct sigacts *psp;
 341         char *sp;
 342         struct trapframe *regs;
 343         char *xfpusave;
 344         size_t xfpusave_len;
 345         int sig;
 346         int oonstack;
 347
 348         td = curthread;
 349         pcb = td->td_pcb;
 350         p = td->td_proc;
 351         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 352         sig = ksi->ksi_signo;
 353         psp = p->p_sigacts;
 354         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 355         regs = td->td_frame;
 356         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 357
 358         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 359                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 360                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 361         } else {
 362                 xfpusave_len = 0;
 363                 xfpusave = NULL;
 364         }
 365
 366         /* Save user context. */
 367         bzero(&sf, sizeof(sf));
 368         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 369         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 370         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 371             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 372         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 373         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 374         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 375         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 376         fpstate_drop(td);
 377         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 378         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 379         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 380             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 381         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 382
 383         /* Allocate space for the signal handler context. */
 384         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 385             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 386                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 387 #if defined(COMPAT_43)
 388                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 389 #endif
 390         } else
 391                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 392         if (xfpusave != NULL) {
 393                 sp -= xfpusave_len;
 394                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 395                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 396         }
 397         sp -= sizeof(struct sigframe);
 398         /* Align to 16 bytes. */
 399         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 400
 401         /* Translate the signal if appropriate. */
 402         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 403                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 404
 405         /* Build the argument list for the signal handler. */
 406         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 407         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 408         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 409         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 410                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 411                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 412                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 413
 414                 /* Fill in POSIX parts */
 415                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 416                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 417                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 418         } else {
 419                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 420                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 421                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 422                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 423         }
 424         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 425         PROC_UNLOCK(p);
 426
 427         /*
 428          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 429          */
 430         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 431             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 432             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 433             != 0)) {
 434 #ifdef DEBUG
 435                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 436 #endif
 437                 PROC_LOCK(p);
 438                 sigexit(td, SIGILL);
 439         }
 440
 441         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 442         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 443         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 444         regs->tf_cs = _ucodesel;
 445         regs->tf_ds = _udatasel;
 446         regs->tf_es = _udatasel;
 447         regs->tf_fs = _ufssel;
 448         regs->tf_gs = _ugssel;
 449         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 450         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 451         PROC_LOCK(p);
 452         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 453 }
 454
 455 /*
 456  * System call to cleanup state after a signal
 457  * has been taken.  Reset signal mask and
 458  * stack state from context left by sendsig (above).
 459  * Return to previous pc and psl as specified by
 460  * context left by sendsig. Check carefully to
 461  * make sure that the user has not modified the
 462  * state to gain improper privileges.
 463  *
 464  * MPSAFE
 465  */
 466 int
 467 sys_sigreturn(td, uap)
 468         struct thread *td;
 469         struct sigreturn_args /* {
 470                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 471         } */ *uap;
 472 {
 473         ucontext_t uc;
 474         struct pcb *pcb;
 475         struct proc *p;
 476         struct trapframe *regs;
 477         ucontext_t *ucp;
 478         char *xfpustate;
 479         size_t xfpustate_len;
 480         long rflags;
 481         int cs, error, ret;
 482         ksiginfo_t ksi;
 483
 484         pcb = td->td_pcb;
 485         p = td->td_proc;
 486
 487         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 488         if (error != 0) {
 489                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 490                     p->p_pid, td->td_name);
 491                 return (error);
 492         }
 493         ucp = &uc;
 494         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 495                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 496                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 497                 return (EINVAL);
 498         }
 499         regs = td->td_frame;
 500         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 501         /*
 502          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 503          */
 504         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 505                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 506                     td->td_name, rflags);
 507                 return (EINVAL);
 508         }
 509
 510         /*
 511          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 512          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 513          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 514          */
 515         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 516         if (!CS_SECURE(cs)) {
 517                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 518                     td->td_name, cs);
 519                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 520                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 521                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 522                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 523                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 524                 trapsignal(td, &ksi);
 525                 return (EINVAL);
 526         }
 527
 528         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 529                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 530                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 531                     sizeof(struct savefpu)) {
 532                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 533                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 534                         return (EINVAL);
 535                 }
 536                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 537                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 538                     xfpustate, xfpustate_len);
 539                 if (error != 0) {
 540                         uprintf(
 541         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 542                             p->p_pid, td->td_name);
 543                         return (error);
 544                 }
 545         } else {
 546                 xfpustate = NULL;
 547                 xfpustate_len = 0;
 548         }
 549         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 550         if (ret != 0) {
 551                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 552                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 553                 return (ret);
 554         }
 555         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 556         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 557         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 558
 559 #if defined(COMPAT_43)
 560         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 561                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 562         else
 563                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 564 #endif
 565
 566         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 567         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 568         return (EJUSTRETURN);
 569 }
 570
 571 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 572 int
 573 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 574 {
 575
 576         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 577 }
 578 #endif
 579
 580
 581 /*
 582  * Machine dependent boot() routine
 583  *
 584  * I haven't seen anything to put here yet
 585  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 586  */
 587 void
 588 cpu_boot(int howto)
 589 {
 590 }
 591
 592 /*
 593  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 594  * be made coherent later.
 595  */
 596 void
 597 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 598 {
 599         /* Not applicable */
 600 }
 601
 602 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 603 int
 604 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 605 {
 606         uint64_t tsc1, tsc2;
 607         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 608         register_t reg;
 609
 610         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 611                 return (EINVAL);
 612
 613         /*
 614          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 615          * DELAY(9) based logic fails.
 616          */
 617         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 618                 return (EOPNOTSUPP);
 619
 620 #ifdef SMP
 621         if (smp_cpus > 1) {
 622                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 623                 thread_lock(curthread);
 624                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 625                 thread_unlock(curthread);
 626         }
 627 #endif
 628
 629         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 630         reg = intr_disable();
 631         if (tsc_is_invariant) {
 632                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 633                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 634                 tsc1 = rdtsc();
 635                 DELAY(1000);
 636                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 637                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 638                 tsc2 = rdtsc();
 639                 intr_restore(reg);
 640                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 641                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 642         } else {
 643                 tsc1 = rdtsc();
 644                 DELAY(1000);
 645                 tsc2 = rdtsc();
 646                 intr_restore(reg);
 647                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 648         }
 649
 650 #ifdef SMP
 651         if (smp_cpus > 1) {
 652                 thread_lock(curthread);
 653                 sched_unbind(curthread);
 654                 thread_unlock(curthread);
 655         }
 656 #endif
 657
 658         return (0);
 659 }
 660
 661 /*
 662  * Shutdown the CPU as much as possible
 663  */
 664 void
 665 cpu_halt(void)
 666 {
 667         for (;;)
 668                 halt();
 669 }
 670
 671 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 672 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 673 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 674 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RWTUN, &idle_mwait,
 675     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 676
 677 #define STATE_RUNNING   0x0
 678 #define STATE_MWAIT     0x1
 679 #define STATE_SLEEPING  0x2
 680
 681 static void
 682 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 683 {
 684         int *state;
 685
 686         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 687         *state = STATE_SLEEPING;
 688
 689         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 690         disable_intr();
 691         if (sched_runnable())
 692                 enable_intr();
 693         else if (cpu_idle_hook)
 694                 cpu_idle_hook(sbt);
 695         else
 696                 __asm __volatile("sti; hlt");
 697         *state = STATE_RUNNING;
 698 }
 699
 700 static void
 701 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 702 {
 703         int *state;
 704
 705         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 706         *state = STATE_SLEEPING;
 707
 708         /*
 709          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 710          * an interrupt fires during that critical section we may have
 711          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 712          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 713          * To handle this race, check for a runnable thread after
 714          * disabling interrupts and immediately return if one is
 715          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 716          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 717          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 718          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 719          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 720          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 721          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 722          * interrupt.
 723          */
 724         disable_intr();
 725         if (sched_runnable())
 726                 enable_intr();
 727         else
 728                 __asm __volatile("sti; hlt");
 729         *state = STATE_RUNNING;
 730 }
 731
 732 /*
 733  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 734  */
 735 #define MWAIT_C0        0xf0
 736 #define MWAIT_C1        0x00
 737 #define MWAIT_C2        0x10
 738 #define MWAIT_C3        0x20
 739 #define MWAIT_C4        0x30
 740
 741 static void
 742 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 743 {
 744         int *state;
 745
 746         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 747         *state = STATE_MWAIT;
 748
 749         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 750         disable_intr();
 751         if (sched_runnable()) {
 752                 enable_intr();
 753                 *state = STATE_RUNNING;
 754                 return;
 755         }
 756         cpu_monitor(state, 0, 0);
 757         if (*state == STATE_MWAIT)
 758                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 759         else
 760                 enable_intr();
 761         *state = STATE_RUNNING;
 762 }
 763
 764 static void
 765 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 766 {
 767         int *state;
 768         int i;
 769
 770         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 771         *state = STATE_RUNNING;
 772
 773         /*
 774          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 775          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 776          * (and it is much better than missing the check at all).
 777          */
 778         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 779                 if (sched_runnable())
 780                         return;
 781                 cpu_spinwait();
 782         }
 783 }
 784
 785 /*
 786  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 787  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 788  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 789  *
 790  * Reference:
 791  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 792  *   #32559 revision 3.00+
 793  */
 794 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 795 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 796 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 797 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 798
 799 static void
 800 cpu_probe_amdc1e(void)
 801 {
 802
 803         /*
 804          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 805          * dual-cores (or future) k8 family.
 806          */
 807         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 808             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 809             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 810                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 811         }
 812 }
 813
 814 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 815
 816 void
 817 cpu_idle(int busy)
 818 {
 819         uint64_t msr;
 820         sbintime_t sbt = -1;
 821
 822         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 823             busy, curcpu);
 824 #ifdef MP_WATCHDOG
 825         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 826 #endif
 827         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 828         if (busy) {
 829                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 830                         cpu_idle_mwait(busy);
 831                         goto out;
 832                 }
 833         }
 834
 835         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 836         if (!busy) {
 837                 critical_enter();
 838                 sbt = cpu_idleclock();
 839         }
 840
 841         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 842         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 843                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 844                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 845                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 846         }
 847
 848         /* Call main idle method. */
 849         cpu_idle_fn(sbt);
 850
 851         /* Switch timers back into active mode. */
 852         if (!busy) {
 853                 cpu_activeclock();
 854                 critical_exit();
 855         }
 856 out:
 857         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 858             busy, curcpu);
 859 }
 860
 861 int
 862 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 863 {
 864         struct pcpu *pcpu;
 865         int *state;
 866
 867         pcpu = pcpu_find(cpu);
 868         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 869         /*
 870          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 871          * simply result in unnecessary IPIs.
 872          */
 873         if (*state == STATE_SLEEPING)
 874                 return (0);
 875         if (*state == STATE_MWAIT)
 876                 *state = STATE_RUNNING;
 877         return (1);
 878 }
 879
 880 /*
 881  * Ordered by speed/power consumption.
 882  */
 883 struct {
 884         void    *id_fn;
 885         char    *id_name;
 886 } idle_tbl[] = {
 887         { cpu_idle_spin, "spin" },
 888         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 889         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 890         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 891         { NULL, NULL }
 892 };
 893
 894 static int
 895 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 896 {
 897         char *avail, *p;
 898         int error;
 899         int i;
 900
 901         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 902         p = avail;
 903         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 904                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 905                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 906                         continue;
 907                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 908                     cpu_idle_hook == NULL)
 909                         continue;
 910                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 911                     idle_tbl[i].id_name);
 912         }
 913         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 914         free(avail, M_TEMP);
 915         return (error);
 916 }
 917
 918 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 919     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 920
 921 static int
 922 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 923 {
 924         char buf[16];
 925         int error;
 926         char *p;
 927         int i;
 928
 929         p = "unknown";
 930         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 931                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 932                         p = idle_tbl[i].id_name;
 933                         break;
 934                 }
 935         }
 936         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 937         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 938         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 939                 return (error);
 940         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 941                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 942                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 943                         continue;
 944                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 945                     cpu_idle_hook == NULL)
 946                         continue;
 947                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 948                         continue;
 949                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 950                 return (0);
 951         }
 952         return (EINVAL);
 953 }
 954
 955 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 956     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 957
 958 /*
 959  * Reset registers to default values on exec.
 960  */
 961 void
 962 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 963 {
 964         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 965         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 966
 967         mtx_lock(&dt_lock);
 968         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 969                 user_ldt_free(td);
 970         else
 971                 mtx_unlock(&dt_lock);
 972
 973         pcb->pcb_fsbase = 0;
 974         pcb->pcb_gsbase = 0;
 975         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 976         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 977         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 978
 979         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 980         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 981         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 982         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 983         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 984         regs->tf_ss = _udatasel;
 985         regs->tf_cs = _ucodesel;
 986         regs->tf_ds = _udatasel;
 987         regs->tf_es = _udatasel;
 988         regs->tf_fs = _ufssel;
 989         regs->tf_gs = _ugssel;
 990         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 991         td->td_retval[1] = 0;
 992
 993         /*
 994          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 995          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 996          */
 997         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 998                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 999                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1000                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1001                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1002                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1003                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1004                 if (pcb == curpcb) {
1005                         /*
1006                          * Clear the debug registers on the running
1007                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1008                          * the next process we switch to.
1009                          */
1010                         reset_dbregs();
1011                 }
1012                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1013         }
1014
1015         /*
1016          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1017          * clean FP state if it uses the FPU again.
1018          */
1019         fpstate_drop(td);
1020 }
1021
1022 void
1023 cpu_setregs(void)
1024 {
1025         register_t cr0;
1026
1027         cr0 = rcr0();
1028         /*
1029          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1030          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1031          */
1032         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1033         load_cr0(cr0);
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1038  */
1039
1040 /*
1041  * Initialize segments & interrupt table
1042  */
1043
1044 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1045 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1046 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1047
1048 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1049
1050 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1051 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1052
1053 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1054
1055 /*
1056  * Software prototypes -- in more palatable form.
1057  *
1058  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1059  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1060  */
1061 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1062 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1063 {       .ssd_base = 0x0,
1064         .ssd_limit = 0x0,
1065         .ssd_type = 0,
1066         .ssd_dpl = 0,
1067         .ssd_p = 0,
1068         .ssd_long = 0,
1069         .ssd_def32 = 0,
1070         .ssd_gran = 0           },
1071 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1072 {       .ssd_base = 0x0,
1073         .ssd_limit = 0x0,
1074         .ssd_type = 0,
1075         .ssd_dpl = 0,
1076         .ssd_p = 0,
1077         .ssd_long = 0,
1078         .ssd_def32 = 0,
1079         .ssd_gran = 0           },
1080 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1081 {       .ssd_base = 0x0,
1082         .ssd_limit = 0xfffff,
1083         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1084         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1085         .ssd_p = 1,
1086         .ssd_long = 0,
1087         .ssd_def32 = 1,
1088         .ssd_gran = 1           },
1089 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1090 {       .ssd_base = 0x0,
1091         .ssd_limit = 0xfffff,
1092         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1093         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1094         .ssd_p = 1,
1095         .ssd_long = 0,
1096         .ssd_def32 = 1,
1097         .ssd_gran = 1           },
1098 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1099 {       .ssd_base = 0x0,
1100         .ssd_limit = 0xfffff,
1101         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1102         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1103         .ssd_p = 1,
1104         .ssd_long = 1,
1105         .ssd_def32 = 0,
1106         .ssd_gran = 1           },
1107 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1108 {       .ssd_base = 0x0,
1109         .ssd_limit = 0xfffff,
1110         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1111         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1112         .ssd_p = 1,
1113         .ssd_long = 1,
1114         .ssd_def32 = 0,
1115         .ssd_gran = 1           },
1116 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1117 {       .ssd_base = 0x0,
1118         .ssd_limit = 0xfffff,
1119         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1120         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1121         .ssd_p = 1,
1122         .ssd_long = 0,
1123         .ssd_def32 = 1,
1124         .ssd_gran = 1           },
1125 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1126 {       .ssd_base = 0x0,
1127         .ssd_limit = 0xfffff,
1128         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1129         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1130         .ssd_p = 1,
1131         .ssd_long = 0,
1132         .ssd_def32 = 1,
1133         .ssd_gran = 1           },
1134 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1135 {       .ssd_base = 0x0,
1136         .ssd_limit = 0xfffff,
1137         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1138         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1139         .ssd_p = 1,
1140         .ssd_long = 1,
1141         .ssd_def32 = 0,
1142         .ssd_gran = 1           },
1143 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1144 {       .ssd_base = 0x0,
1145         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPERM_BITMAP_SIZE - 1,
1146         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1147         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1148         .ssd_p = 1,
1149         .ssd_long = 0,
1150         .ssd_def32 = 0,
1151         .ssd_gran = 0           },
1152 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1153 {       .ssd_base = 0x0,
1154         .ssd_limit = 0x0,
1155         .ssd_type = 0,
1156         .ssd_dpl = 0,
1157         .ssd_p = 0,
1158         .ssd_long = 0,
1159         .ssd_def32 = 0,
1160         .ssd_gran = 0           },
1161 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1162 {       .ssd_base = 0x0,
1163         .ssd_limit = 0x0,
1164         .ssd_type = 0,
1165         .ssd_dpl = 0,
1166         .ssd_p = 0,
1167         .ssd_long = 0,
1168         .ssd_def32 = 0,
1169         .ssd_gran = 0           },
1170 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1171 {       .ssd_base = 0x0,
1172         .ssd_limit = 0x0,
1173         .ssd_type = 0,
1174         .ssd_dpl = 0,
1175         .ssd_p = 0,
1176         .ssd_long = 0,
1177         .ssd_def32 = 0,
1178         .ssd_gran = 0           },
1179 };
1180
1181 void
1182 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1183         int idx;
1184         inthand_t *func;
1185         int typ;
1186         int dpl;
1187         int ist;
1188 {
1189         struct gate_descriptor *ip;
1190
1191         ip = idt + idx;
1192         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1193         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1194         ip->gd_ist = ist;
1195         ip->gd_xx = 0;
1196         ip->gd_type = typ;
1197         ip->gd_dpl = dpl;
1198         ip->gd_p = 1;
1199         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1200 }
1201
1202 extern inthand_t
1203         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1204         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1205         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1206         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1207         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1208 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1209         IDTVEC(dtrace_ret),
1210 #endif
1211 #ifdef XENHVM
1212         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1213 #endif
1214         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1215
1216 #ifdef DDB
1217 /*
1218  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1219  * the default 'rsvd' entry point.
1220  */
1221 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1222 {
1223         struct gate_descriptor *ip;
1224         int idx;
1225         uintptr_t func;
1226
1227         ip = idt;
1228         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1229                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1230                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1231                         db_printf("%3d\t", idx);
1232                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1233                         db_printf("\n");
1234                 }
1235                 ip++;
1236         }
1237 }
1238
1239 /* Show privileged registers. */
1240 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1241 {
1242         struct {
1243                 uint16_t limit;
1244                 uint64_t base;
1245         } __packed idtr, gdtr;
1246         uint16_t ldt, tr;
1247
1248         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1249         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1250             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1251         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1252         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1253             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1254         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1255         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1256         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1257         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1258         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1259         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1260         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1261         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1262         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1263         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1264         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1265         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1266         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1267 }
1268 #endif
1269
1270 void
1271 sdtossd(sd, ssd)
1272         struct user_segment_descriptor *sd;
1273         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1274 {
1275
1276         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1277         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1278         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1279         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1280         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1281         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1282         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1283         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1284 }
1285
1286 void
1287 ssdtosd(ssd, sd)
1288         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1289         struct user_segment_descriptor *sd;
1290 {
1291
1292         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1293         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1294         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1295         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1296         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1297         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1298         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1299         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1300         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1301         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1302 }
1303
1304 void
1305 ssdtosyssd(ssd, sd)
1306         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1307         struct system_segment_descriptor *sd;
1308 {
1309
1310         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1311         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1312         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1313         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1314         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1315         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1316         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1317         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1318 }
1319
1320 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1321 #include <isa/isavar.h>
1322 #include <isa/isareg.h>
1323 /*
1324  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1325  * and is only suitable for use at probe time.
1326  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1327  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1328  * implementation in the apic driver code, if at all.
1329  */
1330 intrmask_t
1331 isa_irq_pending(void)
1332 {
1333         u_char irr1;
1334         u_char irr2;
1335
1336         irr1 = inb(IO_ICU1);
1337         irr2 = inb(IO_ICU2);
1338         return ((irr2 << 8) | irr1);
1339 }
1340 #endif
1341
1342 u_int basemem;
1343
1344 static int
1345 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1346     int *physmap_idxp)
1347 {
1348         int i, insert_idx, physmap_idx;
1349
1350         physmap_idx = *physmap_idxp;
1351
1352         if (length == 0)
1353                 return (1);
1354
1355         /*
1356          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1357          * assuming the new entry will be added to the end.
1358          */
1359         insert_idx = physmap_idx + 2;
1360         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1361                 if (base < physmap[i + 1]) {
1362                         if (base + length <= physmap[i]) {
1363                                 insert_idx = i;
1364                                 break;
1365                         }
1366                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1367                                 printf(
1368                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1369                         return (1);
1370                 }
1371         }
1372
1373         /* See if we can prepend to the next entry. */
1374         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1375                 physmap[insert_idx] = base;
1376                 return (1);
1377         }
1378
1379         /* See if we can append to the previous entry. */
1380         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1381                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1382                 return (1);
1383         }
1384
1385         physmap_idx += 2;
1386         *physmap_idxp = physmap_idx;
1387         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1388                 printf(
1389                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1390                 return (0);
1391         }
1392
1393         /*
1394          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1395          * entry if needed.
1396          */
1397         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1398                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1399                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1400         }
1401
1402         /* Insert the new entry. */
1403         physmap[insert_idx] = base;
1404         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1405         return (1);
1406 }
1407
1408 void
1409 bios_add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, u_int32_t smapsize,
1410                       vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idx)
1411 {
1412         struct bios_smap *smap, *smapend;
1413
1414         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1415
1416         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1417                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1418                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1419                             smap->type, smap->base, smap->length);
1420
1421                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1422                         continue;
1423
1424                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1425                     physmap_idx))
1426                         break;
1427         }
1428 }
1429
1430 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1431         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1432
1433 static void
1434 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1435     int *physmap_idx)
1436 {
1437         struct efi_md *map, *p;
1438         const char *type;
1439         size_t efisz;
1440         int ndesc, i;
1441
1442         static const char *types[] = {
1443                 "Reserved",
1444                 "LoaderCode",
1445                 "LoaderData",
1446                 "BootServicesCode",
1447                 "BootServicesData",
1448                 "RuntimeServicesCode",
1449                 "RuntimeServicesData",
1450                 "ConventionalMemory",
1451                 "UnusableMemory",
1452                 "ACPIReclaimMemory",
1453                 "ACPIMemoryNVS",
1454                 "MemoryMappedIO",
1455                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1456                 "PalCode"
1457         };
1458
1459         /*
1460          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1461          * Boot Services API.
1462          */
1463         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1464         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1465
1466         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1467                 return;
1468         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1469
1470         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1471                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1472                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1473
1474         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1475             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1476                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1477                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1478                                 type = types[p->md_type];
1479                         else
1480                                 type = "<INVALID>";
1481                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1482                             p->md_virt, p->md_pages);
1483                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1484                                 printf("UC ");
1485                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1486                                 printf("WC ");
1487                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1488                                 printf("WT ");
1489                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1490                                 printf("WB ");
1491                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1492                                 printf("UCE ");
1493                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1494                                 printf("WP ");
1495                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1496                                 printf("RP ");
1497                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1498                                 printf("XP ");
1499                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1500                                 printf("RUNTIME");
1501                         printf("\n");
1502                 }
1503
1504                 switch (p->md_type) {
1505                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1506                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1507                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1508                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1509                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1510                         /*
1511                          * We're allowed to use any entry with these types.
1512                          */
1513                         break;
1514                 default:
1515                         continue;
1516                 }
1517
1518                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1519                     physmap, physmap_idx))
1520                         break;
1521         }
1522 }
1523
1524 static char bootmethod[16] = "";
1525 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1526     "System firmware boot method");
1527
1528 static void
1529 native_parse_memmap(caddr_t kmdp, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idx)
1530 {
1531         struct bios_smap *smap;
1532         struct efi_map_header *efihdr;
1533         u_int32_t size;
1534
1535         /*
1536          * Memory map from INT 15:E820.
1537          *
1538          * subr_module.c says:
1539          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1540          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1541          */
1542
1543         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1544             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1545         smap = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1546             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1547         if (efihdr == NULL && smap == NULL)
1548                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1549
1550         if (efihdr != NULL) {
1551                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, physmap_idx);
1552                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1553         } else {
1554                 size = *((u_int32_t *)smap - 1);
1555                 bios_add_smap_entries(smap, size, physmap, physmap_idx);
1556                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1557         }
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1562  * available physical memory in the system, then test this memory and
1563  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1564  *
1565  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1566  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1567  *
1568  * XXX first should be vm_paddr_t.
1569  */
1570 static void
1571 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1572 {
1573         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1574         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1575         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1576         pt_entry_t *pte;
1577         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1578
1579         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1580         basemem = 0;
1581         physmap_idx = 0;
1582
1583         init_ops.parse_memmap(kmdp, physmap, &physmap_idx);
1584
1585         /*
1586          * Find the 'base memory' segment for SMP
1587          */
1588         basemem = 0;
1589         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1590                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1591                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1592                         break;
1593                 }
1594         }
1595         if (basemem == 0)
1596                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1597
1598         /*
1599          * Make hole for "AP -> long mode" bootstrap code.  The
1600          * mp_bootaddress vector is only available when the kernel
1601          * is configured to support APs and APs for the system start
1602          * in 32bit mode (e.g. SMP bare metal).
1603          */
1604         if (init_ops.mp_bootaddress)
1605                 physmap[1] = init_ops.mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1606
1607         /*
1608          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1609          * highest page of the physical address space.  It should be
1610          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1611          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1612          */
1613         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1614
1615 #ifdef MAXMEM
1616         Maxmem = MAXMEM / 4;
1617 #endif
1618
1619         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1620                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1621
1622         /*
1623          * The boot memory test is disabled by default, as it takes a
1624          * significant amount of time on large-memory systems, and is
1625          * unfriendly to virtual machines as it unnecessarily touches all
1626          * pages.
1627          *
1628          * A general name is used as the code may be extended to support
1629          * additional tests beyond the current "page present" test.
1630          */
1631         memtest = 0;
1632         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1633
1634         /*
1635          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1636          * in the system.
1637          */
1638         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1639                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1640
1641         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1642             (boothowto & RB_VERBOSE))
1643                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1644
1645         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1646         pmap_bootstrap(&first);
1647
1648         /*
1649          * Size up each available chunk of physical memory.
1650          *
1651          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1652          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1653          * running in a VM.
1654          */
1655         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1656         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1657         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1658                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1659         else if (physmem_start >= physmap[1])
1660                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1661         else
1662                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1663         pa_indx = 0;
1664         da_indx = 1;
1665         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1666         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1667         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1668         pte = CMAP1;
1669
1670         /*
1671          * Get dcons buffer address
1672          */
1673         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1674             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1675                 dcons_addr = 0;
1676
1677         /*
1678          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1679          * round up the start address and round down the end address.
1680          */
1681         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1682                 vm_paddr_t end;
1683
1684                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1685                 if (physmap[i + 1] < end)
1686                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1687                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1688                         int tmp, page_bad, full;
1689                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1690
1691                         full = FALSE;
1692                         /*
1693                          * block out kernel memory as not available.
1694                          */
1695                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1696                                 goto do_dump_avail;
1697
1698                         /*
1699                          * block out dcons buffer
1700                          */
1701                         if (dcons_addr > 0
1702                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1703                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1704                                 goto do_dump_avail;
1705
1706                         page_bad = FALSE;
1707                         if (memtest == 0)
1708                                 goto skip_memtest;
1709
1710                         /*
1711                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1712                          */
1713                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1714                         invltlb();
1715
1716                         tmp = *(int *)ptr;
1717                         /*
1718                          * Test for alternating 1's and 0's
1719                          */
1720                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1721                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1722                                 page_bad = TRUE;
1723                         /*
1724                          * Test for alternating 0's and 1's
1725                          */
1726                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1727                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1728                                 page_bad = TRUE;
1729                         /*
1730                          * Test for all 1's
1731                          */
1732                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1733                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1734                                 page_bad = TRUE;
1735                         /*
1736                          * Test for all 0's
1737                          */
1738                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1739                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1740                                 page_bad = TRUE;
1741                         /*
1742                          * Restore original value.
1743                          */
1744                         *(int *)ptr = tmp;
1745
1746 skip_memtest:
1747                         /*
1748                          * Adjust array of valid/good pages.
1749                          */
1750                         if (page_bad == TRUE)
1751                                 continue;
1752                         /*
1753                          * If this good page is a continuation of the
1754                          * previous set of good pages, then just increase
1755                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1756                          * Note that "end" points one higher than end,
1757                          * making the range >= start and < end.
1758                          * If we're also doing a speculative memory
1759                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1760                          * so that we keep going. The first bad page
1761                          * will terminate the loop.
1762                          */
1763                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1764                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1765                         } else {
1766                                 pa_indx++;
1767                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1768                                         printf(
1769                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1770                                         pa_indx--;
1771                                         full = TRUE;
1772                                         goto do_dump_avail;
1773                                 }
1774                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1775                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1776                         }
1777                         physmem++;
1778 do_dump_avail:
1779                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1780                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1781                         } else {
1782                                 da_indx++;
1783                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1784                                         da_indx--;
1785                                         goto do_next;
1786                                 }
1787                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1788                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1789                         }
1790 do_next:
1791                         if (full)
1792                                 break;
1793                 }
1794         }
1795         *pte = 0;
1796         invltlb();
1797
1798         /*
1799          * XXX
1800          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1801          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1802          * calculation, etc.).
1803          */
1804         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1805             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1806                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1807                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1808                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1809         }
1810
1811         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1812
1813         /* Trim off space for the message buffer. */
1814         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1815
1816         /* Map the message buffer. */
1817         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1818 }
1819
1820 static caddr_t
1821 native_parse_preload_data(u_int64_t modulep)
1822 {
1823         caddr_t kmdp;
1824 #ifdef DDB
1825         vm_offset_t ksym_start;
1826         vm_offset_t ksym_end;
1827 #endif
1828
1829         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1830         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1831         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1832         if (kmdp == NULL)
1833                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1834         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1835         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1836 #ifdef DDB
1837         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1838         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1839         db_fetch_ksymtab(ksym_start, ksym_end);
1840 #endif
1841
1842         return (kmdp);
1843 }
1844
1845 u_int64_t
1846 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1847 {
1848         caddr_t kmdp;
1849         int gsel_tss, x;
1850         struct pcpu *pc;
1851         struct nmi_pcpu *np;
1852         struct xstate_hdr *xhdr;
1853         u_int64_t msr;
1854         char *env;
1855         size_t kstack0_sz;
1856
1857         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1858         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1859         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1860         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1861         physfree += kstack0_sz;
1862
1863         /*
1864          * This may be done better later if it gets more high level
1865          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1866          */
1867         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1868
1869         kmdp = init_ops.parse_preload_data(modulep);
1870
1871         /* Init basic tunables, hz etc */
1872         init_param1();
1873
1874         /*
1875          * make gdt memory segments
1876          */
1877         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1878                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1879                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1880                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1881         }
1882         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1883         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1884             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1885
1886         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1887         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1888         lgdt(&r_gdt);
1889         pc = &__pcpu[0];
1890
1891         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1892         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1893         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1894
1895         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1896         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1897         physfree += DPCPU_SIZE;
1898         PCPU_SET(prvspace, pc);
1899         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1900         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1901         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1902         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1903         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1904         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1905         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1906
1907         /*
1908          * Initialize mutexes.
1909          *
1910          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1911          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1912          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1913          *           under witness.
1914          */
1915         mutex_init();
1916         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1917         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1918
1919         /* exceptions */
1920         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1921                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1922         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1923         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1924         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1925         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1926         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1927         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1928         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1929         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1930         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1931         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1932         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1933         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1934         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1935         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1936         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1937         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1938         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1939         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1940         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1941 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1942         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1943 #endif
1944 #ifdef XENHVM
1945         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1946 #endif
1947
1948         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1949         r_idt.rd_base = (long) idt;
1950         lidt(&r_idt);
1951
1952         /*
1953          * Initialize the clock before the console so that console
1954          * initialization can use DELAY().
1955          */
1956         clock_init();
1957
1958         /*
1959          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1960          * transition).
1961          */
1962         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1963             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1964                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1965
1966         /*
1967          * Initialize the console before we print anything out.
1968          */
1969         cninit();
1970
1971 #ifdef DEV_ISA
1972 #ifdef DEV_ATPIC
1973         elcr_probe();
1974         atpic_startup();
1975 #else
1976         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1977         atpic_reset();
1978
1979         /*
1980          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1981          * interrupt handler.
1982          */
1983         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1984         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1985 #endif
1986 #else
1987 #error "have you forgotten the isa device?";
1988 #endif
1989
1990         kdb_init();
1991
1992 #ifdef KDB
1993         if (boothowto & RB_KDB)
1994                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1995                     "Boot flags requested debugger");
1996 #endif
1997
1998         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1999         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2000         initializecpucache();
2001
2002         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
2003         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2004
2005         /*
2006          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
2007          * above the start of the ist2 stack.
2008          */
2009         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
2010         np->np_pcpu = (register_t) pc;
2011         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
2012
2013         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2014         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) + IOPERM_BITMAP_SIZE;
2015
2016         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2017         ltr(gsel_tss);
2018
2019         /* Set up the fast syscall stuff */
2020         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2021         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2022         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2023         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2024         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2025               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2026         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2027         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
2028
2029         getmemsize(kmdp, physfree);
2030         init_param2(physmem);
2031
2032         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2033
2034         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
2035         fpuinit();
2036
2037         /*
2038          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2039          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2040          * area.
2041          */
2042         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2043         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2044         if (use_xsave) {
2045                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2046                     1);
2047                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2048         }
2049         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2050         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2051         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2052         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2053         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2054         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2055
2056         /* transfer to user mode */
2057
2058         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2059         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2060         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2061         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2062         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2063
2064         load_ds(_udatasel);
2065         load_es(_udatasel);
2066         load_fs(_ufssel);
2067
2068         /* setup proc 0's pcb */
2069         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2070         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2071         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2072
2073         env = getenv("kernelname");
2074         if (env != NULL)
2075                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2076
2077         cpu_probe_amdc1e();
2078
2079 #ifdef FDT
2080         x86_init_fdt();
2081 #endif
2082
2083         /* Location of kernel stack for locore */
2084         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2085 }
2086
2087 void
2088 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2089 {
2090
2091         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2092 }
2093
2094 static int
2095 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2096 {
2097         struct bios_smap *smapbase;
2098         struct bios_smap_xattr smap;
2099         caddr_t kmdp;
2100         uint32_t *smapattr;
2101         int count, error, i;
2102
2103         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2104         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2105         if (kmdp == NULL)
2106                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2107         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2108             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2109         if (smapbase == NULL)
2110                 return (0);
2111         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2112             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2113         count = *((uint32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2114         error = 0;
2115         for (i = 0; i < count; i++) {
2116                 smap.base = smapbase[i].base;
2117                 smap.length = smapbase[i].length;
2118                 smap.type = smapbase[i].type;
2119                 if (smapattr != NULL)
2120                         smap.xattr = smapattr[i];
2121                 else
2122                         smap.xattr = 0;
2123                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2124         }
2125         return (error);
2126 }
2127 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2128     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2129
2130 static int
2131 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2132 {
2133         struct efi_map_header *efihdr;
2134         caddr_t kmdp;
2135         uint32_t efisize;
2136
2137         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2138         if (kmdp == NULL)
2139                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2140         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
2141             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
2142         if (efihdr == NULL)
2143                 return (0);
2144         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
2145         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
2146 }
2147 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2148     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
2149
2150 void
2151 spinlock_enter(void)
2152 {
2153         struct thread *td;
2154         register_t flags;
2155
2156         td = curthread;
2157         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2158                 flags = intr_disable();
2159                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2160                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2161         } else
2162                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2163         critical_enter();
2164 }
2165
2166 void
2167 spinlock_exit(void)
2168 {
2169         struct thread *td;
2170         register_t flags;
2171
2172         td = curthread;
2173         critical_exit();
2174         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2175         td->td_md.md_spinlock_count--;
2176         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2177                 intr_restore(flags);
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2182  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2183  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2184  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2185  * enough for a backtrace.
2186  */
2187 void
2188 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2189 {
2190
2191         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2192         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2193         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2194         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2195         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2196         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2197         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2198         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2199 }
2200
2201 int
2202 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2203 {
2204
2205         td->td_frame->tf_rip = addr;
2206         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2207         return (0);
2208 }
2209
2210 int
2211 ptrace_single_step(struct thread *td)
2212 {
2213         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2214         return (0);
2215 }
2216
2217 int
2218 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2219 {
2220         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2221         return (0);
2222 }
2223
2224 int
2225 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2226 {
2227         struct trapframe *tp;
2228
2229         tp = td->td_frame;
2230         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2231 }
2232
2233 int
2234 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2235 {
2236         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2237         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2238         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2239         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2240         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2241         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2242         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2243         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2244         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2245         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2246         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2247         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2248         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2249         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2250         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2251         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2252         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2253         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2254         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2255         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2256         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2257                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2258                 regs->r_es = tp->tf_es;
2259                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2260                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2261         } else {
2262                 regs->r_ds = 0;
2263                 regs->r_es = 0;
2264                 regs->r_fs = 0;
2265                 regs->r_gs = 0;
2266         }
2267         return (0);
2268 }
2269
2270 int
2271 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2272 {
2273         struct trapframe *tp;
2274         register_t rflags;
2275
2276         tp = td->td_frame;
2277         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2278         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2279                 return (EINVAL);
2280         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2281         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2282         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2283         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2284         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2285         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2286         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2287         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2288         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2289         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2290         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2291         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2292         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2293         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2294         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2295         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2296         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2297         tp->tf_rflags = rflags;
2298         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2299         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2300         if (0) {        /* XXXKIB */
2301                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2302                 tp->tf_es = regs->r_es;
2303                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2304                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2305                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2306         }
2307         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2308         return (0);
2309 }
2310
2311 /* XXX check all this stuff! */
2312 /* externalize from sv_xmm */
2313 static void
2314 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2315 {
2316         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2317         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2318         int i;
2319
2320         /* pcb -> fpregs */
2321         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2322
2323         /* FPU control/status */
2324         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2325         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2326         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2327         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2328         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2329         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2330         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2331         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2332
2333         /* FPU registers */
2334         for (i = 0; i < 8; ++i)
2335                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2336
2337         /* SSE registers */
2338         for (i = 0; i < 16; ++i)
2339                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2340 }
2341
2342 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2343 static void
2344 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2345 {
2346         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2347         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2348         int i;
2349
2350         /* fpregs -> pcb */
2351         /* FPU control/status */
2352         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2353         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2354         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2355         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2356         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2357         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2358         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2359         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2360
2361         /* FPU registers */
2362         for (i = 0; i < 8; ++i)
2363                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2364
2365         /* SSE registers */
2366         for (i = 0; i < 16; ++i)
2367                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2368 }
2369
2370 /* externalize from td->pcb */
2371 int
2372 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2373 {
2374
2375         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2376             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2377             ("not suspended thread %p", td));
2378         fpugetregs(td);
2379         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2380         return (0);
2381 }
2382
2383 /* internalize to td->pcb */
2384 int
2385 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2386 {
2387
2388         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2389         fpuuserinited(td);
2390         return (0);
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Get machine context.
2395  */
2396 int
2397 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2398 {
2399         struct pcb *pcb;
2400         struct trapframe *tp;
2401
2402         pcb = td->td_pcb;
2403         tp = td->td_frame;
2404         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2405         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2406         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2407         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2408         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2409         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2410         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2411         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2412         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2413         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2414         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2415         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2416         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2417         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2418         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2419         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2420         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2421         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2422                 mcp->mc_rax = 0;
2423                 mcp->mc_rdx = 0;
2424                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2425         } else {
2426                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2427                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2428         }
2429         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2430         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2431         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2432         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2433         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2434         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2435         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2436         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2437         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2438         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2439         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2440         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2441         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2442         mcp->mc_xfpustate = 0;
2443         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2444         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2445         return (0);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Set machine context.
2450  *
2451  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2452  * touch the cs selector.
2453  */
2454 int
2455 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2456 {
2457         struct pcb *pcb;
2458         struct trapframe *tp;
2459         char *xfpustate;
2460         long rflags;
2461         int ret;
2462
2463         pcb = td->td_pcb;
2464         tp = td->td_frame;
2465         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2466             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2467                 return (EINVAL);
2468         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2469             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2470         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2471                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2472                     sizeof(struct savefpu))
2473                         return (EINVAL);
2474                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2475                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2476                     mcp->mc_xfpustate_len);
2477                 if (ret != 0)
2478                         return (ret);
2479         } else
2480                 xfpustate = NULL;
2481         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2482         if (ret != 0)
2483                 return (ret);
2484         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2485         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2486         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2487         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2488         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2489         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2490         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2491         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2492         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2493         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2494         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2495         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2496         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2497         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2498         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2499         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2500         tp->tf_rflags = rflags;
2501         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2502         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2503         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2504         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2505                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2506                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2507                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2508                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2509         }
2510         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2511                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2512                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2513         }
2514         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2515         return (0);
2516 }
2517
2518 static void
2519 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2520     size_t xfpusave_len)
2521 {
2522         size_t max_len, len;
2523
2524         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2525         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2526             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2527         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2528         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2529                 return;
2530         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2531         len = xfpusave_len;
2532         if (len > max_len) {
2533                 len = max_len;
2534                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2535         }
2536         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2537         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2538         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2539 }
2540
2541 static int
2542 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2543     size_t xfpustate_len)
2544 {
2545         struct savefpu *fpstate;
2546         int error;
2547
2548         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2549                 return (0);
2550         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2551                 return (EINVAL);
2552         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2553                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2554                 fpstate_drop(td);
2555                 error = 0;
2556         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2557             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2558                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2559                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2560                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2561         } else
2562                 return (EINVAL);
2563         return (error);
2564 }
2565
2566 void
2567 fpstate_drop(struct thread *td)
2568 {
2569
2570         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2571         critical_enter();
2572         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2573                 fpudrop();
2574         /*
2575          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2576          * owned it.
2577          *
2578          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2579          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2580          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2581          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2582          * have too many layers.
2583          */
2584         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2585             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2586         critical_exit();
2587 }
2588
2589 int
2590 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2591 {
2592         struct pcb *pcb;
2593
2594         if (td == NULL) {
2595                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2596                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2597                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2598                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2599                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2600                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2601         } else {
2602                 pcb = td->td_pcb;
2603                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2604                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2605                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2606                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2607                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2608                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2609         }
2610         dbregs->dr[4] = 0;
2611         dbregs->dr[5] = 0;
2612         dbregs->dr[8] = 0;
2613         dbregs->dr[9] = 0;
2614         dbregs->dr[10] = 0;
2615         dbregs->dr[11] = 0;
2616         dbregs->dr[12] = 0;
2617         dbregs->dr[13] = 0;
2618         dbregs->dr[14] = 0;
2619         dbregs->dr[15] = 0;
2620         return (0);
2621 }
2622
2623 int
2624 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2625 {
2626         struct pcb *pcb;
2627         int i;
2628
2629         if (td == NULL) {
2630                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2631                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2632                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2633                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2634                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2635                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2636         } else {
2637                 /*
2638                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2639                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2640                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2641                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2642                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2643                  */
2644                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2645                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2646                                 return (EINVAL);
2647                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2648                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2649                                 return (EINVAL);
2650                 }
2651                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2652                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2653                         return (EINVAL);
2654
2655                 pcb = td->td_pcb;
2656
2657                 /*
2658                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2659                  * process's address space.  If a process could do this, it
2660                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2661                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2662                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2663                  * process's address space.
2664                  *
2665                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2666                  * address space is written into from within the kernel
2667                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2668                  * from within kernel mode?
2669                  */
2670
2671                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2672                         /* dr0 is enabled */
2673                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2674                                 return (EINVAL);
2675                 }
2676                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2677                         /* dr1 is enabled */
2678                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2679                                 return (EINVAL);
2680                 }
2681                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2682                         /* dr2 is enabled */
2683                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2684                                 return (EINVAL);
2685                 }
2686                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2687                         /* dr3 is enabled */
2688                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2689                                 return (EINVAL);
2690                 }
2691
2692                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2693                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2694                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2695                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2696                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2697                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2698
2699                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2700         }
2701
2702         return (0);
2703 }
2704
2705 void
2706 reset_dbregs(void)
2707 {
2708
2709         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2710         load_dr0(0);
2711         load_dr1(0);
2712         load_dr2(0);
2713         load_dr3(0);
2714         load_dr6(0);
2715 }
2716
2717 /*
2718  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2719  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2720  */
2721 int
2722 user_dbreg_trap(void)
2723 {
2724         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2725         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2726         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2727         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2728         int i;
2729
2730         dr7 = rdr7();
2731         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2732                 /*
2733                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2734                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2735                  * hardware debug registers
2736                  */
2737                 return 0;
2738         }
2739
2740         nbp = 0;
2741         dr6 = rdr6();
2742         bp = dr6 & 0x0000000f;
2743
2744         if (!bp) {
2745                 /*
2746                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2747                  * trap was not caused by any of the debug registers
2748                  */
2749                 return 0;
2750         }
2751
2752         /*
2753          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2754          * which ones and if any of them are user space addresses
2755          */
2756
2757         if (bp & 0x01) {
2758                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2759         }
2760         if (bp & 0x02) {
2761                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2762         }
2763         if (bp & 0x04) {
2764                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2765         }
2766         if (bp & 0x08) {
2767                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2768         }
2769
2770         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2771                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2772                         /*
2773                          * addr[i] is in user space
2774                          */
2775                         return nbp;
2776                 }
2777         }
2778
2779         /*
2780          * None of the breakpoints are in user space.
2781          */
2782         return 0;
2783 }
2784
2785 #ifdef KDB
2786
2787 /*
2788  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2789  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2790  */
2791
2792 /* silence compiler warnings */
2793 u_char inb_(u_short);
2794 void outb_(u_short, u_char);
2795
2796 u_char
2797 inb_(u_short port)
2798 {
2799         return inb(port);
2800 }
2801
2802 void
2803 outb_(u_short port, u_char data)
2804 {
2805         outb(port, data);
2806 }
2807
2808 #endif /* KDB */