sys/amd64/amd64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * William Jolitz.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include "opt_atalk.h"
  45 #include "opt_atpic.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_isa.h"
  52 #include "opt_kstack_pages.h"
  53 #include "opt_maxmem.h"
  54 #include "opt_mp_watchdog.h"
  55 #include "opt_perfmon.h"
  56 #include "opt_platform.h"
  57 #include "opt_sched.h"
  58 #include "opt_kdtrace.h"
  59
  60 #include <sys/param.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/systm.h>
  63 #include <sys/bio.h>
  64 #include <sys/buf.h>
  65 #include <sys/bus.h>
  66 #include <sys/callout.h>
  67 #include <sys/cons.h>
  68 #include <sys/cpu.h>
  69 #include <sys/eventhandler.h>
  70 #include <sys/exec.h>
  71 #include <sys/imgact.h>
  72 #include <sys/kdb.h>
  73 #include <sys/kernel.h>
  74 #include <sys/ktr.h>
  75 #include <sys/linker.h>
  76 #include <sys/lock.h>
  77 #include <sys/malloc.h>
  78 #include <sys/memrange.h>
  79 #include <sys/msgbuf.h>
  80 #include <sys/mutex.h>
  81 #include <sys/pcpu.h>
  82 #include <sys/ptrace.h>
  83 #include <sys/reboot.h>
  84 #include <sys/rwlock.h>
  85 #include <sys/sched.h>
  86 #include <sys/signalvar.h>
  87 #ifdef SMP
  88 #include <sys/smp.h>
  89 #endif
  90 #include <sys/syscallsubr.h>
  91 #include <sys/sysctl.h>
  92 #include <sys/sysent.h>
  93 #include <sys/sysproto.h>
  94 #include <sys/ucontext.h>
  95 #include <sys/vmmeter.h>
  96
  97 #include <vm/vm.h>
  98 #include <vm/vm_extern.h>
  99 #include <vm/vm_kern.h>
 100 #include <vm/vm_page.h>
 101 #include <vm/vm_map.h>
 102 #include <vm/vm_object.h>
 103 #include <vm/vm_pager.h>
 104 #include <vm/vm_param.h>
 105
 106 #ifdef DDB
 107 #ifndef KDB
 108 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 109 #endif
 110 #include <ddb/ddb.h>
 111 #include <ddb/db_sym.h>
 112 #endif
 113
 114 #include <net/netisr.h>
 115
 116 #include <machine/clock.h>
 117 #include <machine/cpu.h>
 118 #include <machine/cputypes.h>
 119 #include <machine/intr_machdep.h>
 120 #include <x86/mca.h>
 121 #include <machine/md_var.h>
 122 #include <machine/metadata.h>
 123 #include <machine/mp_watchdog.h>
 124 #include <machine/pc/bios.h>
 125 #include <machine/pcb.h>
 126 #include <machine/proc.h>
 127 #include <machine/reg.h>
 128 #include <machine/sigframe.h>
 129 #include <machine/specialreg.h>
 130 #ifdef PERFMON
 131 #include <machine/perfmon.h>
 132 #endif
 133 #include <machine/tss.h>
 134 #ifdef SMP
 135 #include <machine/smp.h>
 136 #endif
 137 #ifdef FDT
 138 #include <x86/fdt.h>
 139 #endif
 140
 141 #ifdef DEV_ATPIC
 142 #include <x86/isa/icu.h>
 143 #else
 144 #include <machine/apicvar.h>
 145 #endif
 146
 147 #include <isa/isareg.h>
 148 #include <isa/rtc.h>
 149
 150 /* Sanity check for __curthread() */
 151 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 152
 153 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 154
 155 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 156 extern void identify_cpu(void);
 157 extern void panicifcpuunsupported(void);
 158
 159 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 160 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 161
 162 static void cpu_startup(void *);
 163 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 164     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 165 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
 166     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 167 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 168
 169 /*
 170  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 171  * the physical address at which the kernel is loaded.
 172  */
 173 extern char kernphys[];
 174 #ifdef DDB
 175 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 176 #endif
 177
 178 struct msgbuf *msgbufp;
 179
 180 /* Intel ICH registers */
 181 #define ICH_PMBASE      0x400
 182 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 183
 184 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 185
 186 int cold = 1;
 187
 188 long Maxmem = 0;
 189 long realmem = 0;
 190
 191 /*
 192  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 193  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 194  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 195  * PHYSSEG entries.
 196  */
 197 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 198
 199 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 200 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 201
 202 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 203 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 204 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 205
 206 struct kva_md_info kmi;
 207
 208 static struct trapframe proc0_tf;
 209 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 210
 211 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 212
 213 struct mtx icu_lock;
 214
 215 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 216
 217 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 218
 219 static void
 220 cpu_startup(dummy)
 221         void *dummy;
 222 {
 223         uintmax_t memsize;
 224         char *sysenv;
 225
 226         /*
 227          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 228          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 229          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 230          * start the APs.
 231          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 232          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 233          */
 234         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 235         if (sysenv != NULL) {
 236                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 237                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 238                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 239                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 240                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 241                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 242                         if (bootverbose)
 243                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 244                                     "Intel ICH.\n");
 245                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 246                 }
 247                 freeenv(sysenv);
 248         }
 249
 250         /*
 251          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 252          */
 253         startrtclock();
 254         printcpuinfo();
 255         panicifcpuunsupported();
 256 #ifdef PERFMON
 257         perfmon_init();
 258 #endif
 259         realmem = Maxmem;
 260
 261         /*
 262          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 263          */
 264         memsize = 0;
 265         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 266         if (sysenv != NULL) {
 267                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 268                 freeenv(sysenv);
 269         }
 270         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 271                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 272         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 273
 274         /*
 275          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 276          */
 277         if (bootverbose) {
 278                 int indx;
 279
 280                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 281                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 282                         vm_paddr_t size;
 283
 284                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 285                         printf(
 286                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 287                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 288                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 289                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 290                 }
 291         }
 292
 293         vm_ksubmap_init(&kmi);
 294
 295         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 296             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 297             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 298
 299         /*
 300          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 301          */
 302         bufinit();
 303         vm_pager_bufferinit();
 304
 305         cpu_setregs();
 306 }
 307
 308 /*
 309  * Send an interrupt to process.
 310  *
 311  * Stack is set up to allow sigcode stored
 312  * at top to call routine, followed by call
 313  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 314  * resets the signal mask, the stack, and the
 315  * frame pointer, it returns to the user
 316  * specified pc, psl.
 317  */
 318 void
 319 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 320 {
 321         struct sigframe sf, *sfp;
 322         struct pcb *pcb;
 323         struct proc *p;
 324         struct thread *td;
 325         struct sigacts *psp;
 326         char *sp;
 327         struct trapframe *regs;
 328         char *xfpusave;
 329         size_t xfpusave_len;
 330         int sig;
 331         int oonstack;
 332
 333         td = curthread;
 334         pcb = td->td_pcb;
 335         p = td->td_proc;
 336         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 337         sig = ksi->ksi_signo;
 338         psp = p->p_sigacts;
 339         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 340         regs = td->td_frame;
 341         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 342
 343         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 344                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 345                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 346         } else {
 347                 xfpusave_len = 0;
 348                 xfpusave = NULL;
 349         }
 350
 351         /* Save user context. */
 352         bzero(&sf, sizeof(sf));
 353         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 354         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 355         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 356             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 357         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 358         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 359         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 360         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 361         fpstate_drop(td);
 362         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 363         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 364         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 365             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 366         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 367
 368         /* Allocate space for the signal handler context. */
 369         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 370             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 371                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 372 #if defined(COMPAT_43)
 373                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 374 #endif
 375         } else
 376                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 377         if (xfpusave != NULL) {
 378                 sp -= xfpusave_len;
 379                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 380                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 381         }
 382         sp -= sizeof(struct sigframe);
 383         /* Align to 16 bytes. */
 384         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 385
 386         /* Translate the signal if appropriate. */
 387         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 388                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 389
 390         /* Build the argument list for the signal handler. */
 391         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 392         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 393         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 394         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 395                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 396                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 397                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 398
 399                 /* Fill in POSIX parts */
 400                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 401                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 402                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 403         } else {
 404                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 405                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 406                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 407                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 408         }
 409         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 410         PROC_UNLOCK(p);
 411
 412         /*
 413          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 414          */
 415         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 416             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 417             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 418             != 0)) {
 419 #ifdef DEBUG
 420                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 421 #endif
 422                 PROC_LOCK(p);
 423                 sigexit(td, SIGILL);
 424         }
 425
 426         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 427         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 428         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 429         regs->tf_cs = _ucodesel;
 430         regs->tf_ds = _udatasel;
 431         regs->tf_es = _udatasel;
 432         regs->tf_fs = _ufssel;
 433         regs->tf_gs = _ugssel;
 434         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 435         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 436         PROC_LOCK(p);
 437         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 438 }
 439
 440 /*
 441  * System call to cleanup state after a signal
 442  * has been taken.  Reset signal mask and
 443  * stack state from context left by sendsig (above).
 444  * Return to previous pc and psl as specified by
 445  * context left by sendsig. Check carefully to
 446  * make sure that the user has not modified the
 447  * state to gain improper privileges.
 448  *
 449  * MPSAFE
 450  */
 451 int
 452 sys_sigreturn(td, uap)
 453         struct thread *td;
 454         struct sigreturn_args /* {
 455                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 456         } */ *uap;
 457 {
 458         ucontext_t uc;
 459         struct pcb *pcb;
 460         struct proc *p;
 461         struct trapframe *regs;
 462         ucontext_t *ucp;
 463         char *xfpustate;
 464         size_t xfpustate_len;
 465         long rflags;
 466         int cs, error, ret;
 467         ksiginfo_t ksi;
 468
 469         pcb = td->td_pcb;
 470         p = td->td_proc;
 471
 472         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 473         if (error != 0) {
 474                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 475                     p->p_pid, td->td_name);
 476                 return (error);
 477         }
 478         ucp = &uc;
 479         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 480                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 481                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 482                 return (EINVAL);
 483         }
 484         regs = td->td_frame;
 485         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 486         /*
 487          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 488          */
 489         /*
 490          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 491          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 492          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 493          * the signal context during signal handling and there is no
 494          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 495          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 496          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 497          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 498          */
 499         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 500                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 501                     td->td_name, rflags);
 502                 return (EINVAL);
 503         }
 504
 505         /*
 506          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 507          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 508          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 509          */
 510         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 511         if (!CS_SECURE(cs)) {
 512                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 513                     td->td_name, cs);
 514                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 515                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 516                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 517                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 518                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 519                 trapsignal(td, &ksi);
 520                 return (EINVAL);
 521         }
 522
 523         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 524                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 525                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 526                     sizeof(struct savefpu)) {
 527                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 528                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 529                         return (EINVAL);
 530                 }
 531                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 532                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 533                     xfpustate, xfpustate_len);
 534                 if (error != 0) {
 535                         uprintf(
 536         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 537                             p->p_pid, td->td_name);
 538                         return (error);
 539                 }
 540         } else {
 541                 xfpustate = NULL;
 542                 xfpustate_len = 0;
 543         }
 544         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 545         if (ret != 0) {
 546                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 547                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 548                 return (ret);
 549         }
 550         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 551         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 552         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 553
 554 #if defined(COMPAT_43)
 555         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 556                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 557         else
 558                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 559 #endif
 560
 561         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 562         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 563         return (EJUSTRETURN);
 564 }
 565
 566 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 567 int
 568 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 569 {
 570
 571         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 572 }
 573 #endif
 574
 575
 576 /*
 577  * Machine dependent boot() routine
 578  *
 579  * I haven't seen anything to put here yet
 580  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 581  */
 582 void
 583 cpu_boot(int howto)
 584 {
 585 }
 586
 587 /*
 588  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 589  * be made coherent later.
 590  */
 591 void
 592 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 593 {
 594         /* Not applicable */
 595 }
 596
 597 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 598 int
 599 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 600 {
 601         uint64_t tsc1, tsc2;
 602         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 603         register_t reg;
 604
 605         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 606                 return (EINVAL);
 607
 608         /*
 609          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 610          * DELAY(9) based logic fails.
 611          */
 612         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 613                 return (EOPNOTSUPP);
 614
 615 #ifdef SMP
 616         if (smp_cpus > 1) {
 617                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 618                 thread_lock(curthread);
 619                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 620                 thread_unlock(curthread);
 621         }
 622 #endif
 623
 624         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 625         reg = intr_disable();
 626         if (tsc_is_invariant) {
 627                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 628                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 629                 tsc1 = rdtsc();
 630                 DELAY(1000);
 631                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 632                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 633                 tsc2 = rdtsc();
 634                 intr_restore(reg);
 635                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 636                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 637         } else {
 638                 tsc1 = rdtsc();
 639                 DELAY(1000);
 640                 tsc2 = rdtsc();
 641                 intr_restore(reg);
 642                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 643         }
 644
 645 #ifdef SMP
 646         if (smp_cpus > 1) {
 647                 thread_lock(curthread);
 648                 sched_unbind(curthread);
 649                 thread_unlock(curthread);
 650         }
 651 #endif
 652
 653         return (0);
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Shutdown the CPU as much as possible
 658  */
 659 void
 660 cpu_halt(void)
 661 {
 662         for (;;)
 663                 halt();
 664 }
 665
 666 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 667 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 668 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 669 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 670 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 671     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 672
 673 #define STATE_RUNNING   0x0
 674 #define STATE_MWAIT     0x1
 675 #define STATE_SLEEPING  0x2
 676
 677 static void
 678 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 679 {
 680         int *state;
 681
 682         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 683         *state = STATE_SLEEPING;
 684
 685         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 686         disable_intr();
 687         if (sched_runnable())
 688                 enable_intr();
 689         else if (cpu_idle_hook)
 690                 cpu_idle_hook(sbt);
 691         else
 692                 __asm __volatile("sti; hlt");
 693         *state = STATE_RUNNING;
 694 }
 695
 696 static void
 697 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 698 {
 699         int *state;
 700
 701         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 702         *state = STATE_SLEEPING;
 703
 704         /*
 705          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 706          * an interrupt fires during that critical section we may have
 707          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 708          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 709          * To handle this race, check for a runnable thread after
 710          * disabling interrupts and immediately return if one is
 711          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 712          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 713          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 714          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 715          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 716          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 717          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 718          * interrupt.
 719          */
 720         disable_intr();
 721         if (sched_runnable())
 722                 enable_intr();
 723         else
 724                 __asm __volatile("sti; hlt");
 725         *state = STATE_RUNNING;
 726 }
 727
 728 /*
 729  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 730  */
 731 #define MWAIT_C0        0xf0
 732 #define MWAIT_C1        0x00
 733 #define MWAIT_C2        0x10
 734 #define MWAIT_C3        0x20
 735 #define MWAIT_C4        0x30
 736
 737 static void
 738 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 739 {
 740         int *state;
 741
 742         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 743         *state = STATE_MWAIT;
 744
 745         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 746         disable_intr();
 747         if (sched_runnable()) {
 748                 enable_intr();
 749                 *state = STATE_RUNNING;
 750                 return;
 751         }
 752         cpu_monitor(state, 0, 0);
 753         if (*state == STATE_MWAIT)
 754                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 755         else
 756                 enable_intr();
 757         *state = STATE_RUNNING;
 758 }
 759
 760 static void
 761 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 762 {
 763         int *state;
 764         int i;
 765
 766         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 767         *state = STATE_RUNNING;
 768
 769         /*
 770          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 771          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 772          * (and it is much better than missing the check at all).
 773          */
 774         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 775                 if (sched_runnable())
 776                         return;
 777                 cpu_spinwait();
 778         }
 779 }
 780
 781 /*
 782  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 783  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 784  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 785  *
 786  * Reference:
 787  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 788  *   #32559 revision 3.00+
 789  */
 790 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 791 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 792 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 793 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 794
 795 static void
 796 cpu_probe_amdc1e(void)
 797 {
 798
 799         /*
 800          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 801          * dual-cores (or future) k8 family.
 802          */
 803         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 804             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 805             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 806                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 807         }
 808 }
 809
 810 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 811
 812 void
 813 cpu_idle(int busy)
 814 {
 815         uint64_t msr;
 816         sbintime_t sbt = -1;
 817
 818         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 819             busy, curcpu);
 820 #ifdef MP_WATCHDOG
 821         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 822 #endif
 823         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 824         if (busy) {
 825                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 826                         cpu_idle_mwait(busy);
 827                         goto out;
 828                 }
 829         }
 830
 831         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 832         if (!busy) {
 833                 critical_enter();
 834                 sbt = cpu_idleclock();
 835         }
 836
 837         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 838         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 839                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 840                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 841                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 842         }
 843
 844         /* Call main idle method. */
 845         cpu_idle_fn(sbt);
 846
 847         /* Switch timers mack into active mode. */
 848         if (!busy) {
 849                 cpu_activeclock();
 850                 critical_exit();
 851         }
 852 out:
 853         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 854             busy, curcpu);
 855 }
 856
 857 int
 858 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 859 {
 860         struct pcpu *pcpu;
 861         int *state;
 862
 863         pcpu = pcpu_find(cpu);
 864         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 865         /*
 866          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 867          * simply result in unnecessary IPIs.
 868          */
 869         if (*state == STATE_SLEEPING)
 870                 return (0);
 871         if (*state == STATE_MWAIT)
 872                 *state = STATE_RUNNING;
 873         return (1);
 874 }
 875
 876 /*
 877  * Ordered by speed/power consumption.
 878  */
 879 struct {
 880         void    *id_fn;
 881         char    *id_name;
 882 } idle_tbl[] = {
 883         { cpu_idle_spin, "spin" },
 884         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 885         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 886         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 887         { NULL, NULL }
 888 };
 889
 890 static int
 891 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 892 {
 893         char *avail, *p;
 894         int error;
 895         int i;
 896
 897         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 898         p = avail;
 899         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 900                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 901                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 902                         continue;
 903                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 904                     cpu_idle_hook == NULL)
 905                         continue;
 906                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 907                     idle_tbl[i].id_name);
 908         }
 909         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 910         free(avail, M_TEMP);
 911         return (error);
 912 }
 913
 914 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 915     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 916
 917 static int
 918 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 919 {
 920         char buf[16];
 921         int error;
 922         char *p;
 923         int i;
 924
 925         p = "unknown";
 926         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 927                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 928                         p = idle_tbl[i].id_name;
 929                         break;
 930                 }
 931         }
 932         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 933         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 934         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 935                 return (error);
 936         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 937                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 938                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 939                         continue;
 940                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 941                     cpu_idle_hook == NULL)
 942                         continue;
 943                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 944                         continue;
 945                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 946                 return (0);
 947         }
 948         return (EINVAL);
 949 }
 950
 951 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 952     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 953
 954 /*
 955  * Reset registers to default values on exec.
 956  */
 957 void
 958 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 959 {
 960         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 961         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 962
 963         mtx_lock(&dt_lock);
 964         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 965                 user_ldt_free(td);
 966         else
 967                 mtx_unlock(&dt_lock);
 968
 969         pcb->pcb_fsbase = 0;
 970         pcb->pcb_gsbase = 0;
 971         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 972         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 973         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 974
 975         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 976         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 977         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 978         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 979         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 980         regs->tf_ss = _udatasel;
 981         regs->tf_cs = _ucodesel;
 982         regs->tf_ds = _udatasel;
 983         regs->tf_es = _udatasel;
 984         regs->tf_fs = _ufssel;
 985         regs->tf_gs = _ugssel;
 986         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 987         td->td_retval[1] = 0;
 988
 989         /*
 990          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 991          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 992          */
 993         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 994                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 995                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 996                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 997                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 998                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 999                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1000                 if (pcb == curpcb) {
1001                         /*
1002                          * Clear the debug registers on the running
1003                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1004                          * the next process we switch to.
1005                          */
1006                         reset_dbregs();
1007                 }
1008                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1009         }
1010
1011         /*
1012          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1013          * clean FP state if it uses the FPU again.
1014          */
1015         fpstate_drop(td);
1016 }
1017
1018 void
1019 cpu_setregs(void)
1020 {
1021         register_t cr0;
1022
1023         cr0 = rcr0();
1024         /*
1025          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1026          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1027          */
1028         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1029         load_cr0(cr0);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1034  */
1035
1036 /*
1037  * Initialize segments & interrupt table
1038  */
1039
1040 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1041 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1042 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1043
1044 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1045
1046 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1047 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1048
1049 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1050
1051 /*
1052  * Software prototypes -- in more palatable form.
1053  *
1054  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1055  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1056  */
1057 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1058 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1059 {       .ssd_base = 0x0,
1060         .ssd_limit = 0x0,
1061         .ssd_type = 0,
1062         .ssd_dpl = 0,
1063         .ssd_p = 0,
1064         .ssd_long = 0,
1065         .ssd_def32 = 0,
1066         .ssd_gran = 0           },
1067 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1068 {       .ssd_base = 0x0,
1069         .ssd_limit = 0x0,
1070         .ssd_type = 0,
1071         .ssd_dpl = 0,
1072         .ssd_p = 0,
1073         .ssd_long = 0,
1074         .ssd_def32 = 0,
1075         .ssd_gran = 0           },
1076 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1077 {       .ssd_base = 0x0,
1078         .ssd_limit = 0xfffff,
1079         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1080         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1081         .ssd_p = 1,
1082         .ssd_long = 0,
1083         .ssd_def32 = 1,
1084         .ssd_gran = 1           },
1085 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1086 {       .ssd_base = 0x0,
1087         .ssd_limit = 0xfffff,
1088         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1089         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1090         .ssd_p = 1,
1091         .ssd_long = 0,
1092         .ssd_def32 = 1,
1093         .ssd_gran = 1           },
1094 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1095 {       .ssd_base = 0x0,
1096         .ssd_limit = 0xfffff,
1097         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1098         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1099         .ssd_p = 1,
1100         .ssd_long = 1,
1101         .ssd_def32 = 0,
1102         .ssd_gran = 1           },
1103 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1104 {       .ssd_base = 0x0,
1105         .ssd_limit = 0xfffff,
1106         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1107         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1108         .ssd_p = 1,
1109         .ssd_long = 1,
1110         .ssd_def32 = 0,
1111         .ssd_gran = 1           },
1112 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1113 {       .ssd_base = 0x0,
1114         .ssd_limit = 0xfffff,
1115         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1116         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1117         .ssd_p = 1,
1118         .ssd_long = 0,
1119         .ssd_def32 = 1,
1120         .ssd_gran = 1           },
1121 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1122 {       .ssd_base = 0x0,
1123         .ssd_limit = 0xfffff,
1124         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1125         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1126         .ssd_p = 1,
1127         .ssd_long = 0,
1128         .ssd_def32 = 1,
1129         .ssd_gran = 1           },
1130 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1131 {       .ssd_base = 0x0,
1132         .ssd_limit = 0xfffff,
1133         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1134         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1135         .ssd_p = 1,
1136         .ssd_long = 1,
1137         .ssd_def32 = 0,
1138         .ssd_gran = 1           },
1139 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1140 {       .ssd_base = 0x0,
1141         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1142         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1143         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1144         .ssd_p = 1,
1145         .ssd_long = 0,
1146         .ssd_def32 = 0,
1147         .ssd_gran = 0           },
1148 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1149 {       .ssd_base = 0x0,
1150         .ssd_limit = 0x0,
1151         .ssd_type = 0,
1152         .ssd_dpl = 0,
1153         .ssd_p = 0,
1154         .ssd_long = 0,
1155         .ssd_def32 = 0,
1156         .ssd_gran = 0           },
1157 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1158 {       .ssd_base = 0x0,
1159         .ssd_limit = 0x0,
1160         .ssd_type = 0,
1161         .ssd_dpl = 0,
1162         .ssd_p = 0,
1163         .ssd_long = 0,
1164         .ssd_def32 = 0,
1165         .ssd_gran = 0           },
1166 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1167 {       .ssd_base = 0x0,
1168         .ssd_limit = 0x0,
1169         .ssd_type = 0,
1170         .ssd_dpl = 0,
1171         .ssd_p = 0,
1172         .ssd_long = 0,
1173         .ssd_def32 = 0,
1174         .ssd_gran = 0           },
1175 };
1176
1177 void
1178 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1179         int idx;
1180         inthand_t *func;
1181         int typ;
1182         int dpl;
1183         int ist;
1184 {
1185         struct gate_descriptor *ip;
1186
1187         ip = idt + idx;
1188         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1189         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1190         ip->gd_ist = ist;
1191         ip->gd_xx = 0;
1192         ip->gd_type = typ;
1193         ip->gd_dpl = dpl;
1194         ip->gd_p = 1;
1195         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1196 }
1197
1198 extern inthand_t
1199         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1200         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1201         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1202         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1203         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1204 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1205         IDTVEC(dtrace_ret),
1206 #endif
1207         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1208
1209 #ifdef DDB
1210 /*
1211  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1212  * the default 'rsvd' entry point.
1213  */
1214 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1215 {
1216         struct gate_descriptor *ip;
1217         int idx;
1218         uintptr_t func;
1219
1220         ip = idt;
1221         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1222                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1223                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1224                         db_printf("%3d\t", idx);
1225                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1226                         db_printf("\n");
1227                 }
1228                 ip++;
1229         }
1230 }
1231
1232 /* Show privileged registers. */
1233 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1234 {
1235         struct {
1236                 uint16_t limit;
1237                 uint64_t base;
1238         } __packed idtr, gdtr;
1239         uint16_t ldt, tr;
1240
1241         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1242         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1243             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1244         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1245         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1246             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1247         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1248         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1249         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1250         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1251         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1252         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1253         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1254         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1255         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1256         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1257         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1258         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1259         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1260 }
1261 #endif
1262
1263 void
1264 sdtossd(sd, ssd)
1265         struct user_segment_descriptor *sd;
1266         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1267 {
1268
1269         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1270         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1271         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1272         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1273         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1274         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1275         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1276         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1277 }
1278
1279 void
1280 ssdtosd(ssd, sd)
1281         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1282         struct user_segment_descriptor *sd;
1283 {
1284
1285         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1286         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1287         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1288         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1289         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1290         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1291         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1292         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1293         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1294         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1295 }
1296
1297 void
1298 ssdtosyssd(ssd, sd)
1299         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1300         struct system_segment_descriptor *sd;
1301 {
1302
1303         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1304         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1305         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1306         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1307         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1308         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1309         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1310         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1311 }
1312
1313 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1314 #include <isa/isavar.h>
1315 #include <isa/isareg.h>
1316 /*
1317  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1318  * and is only suitable for use at probe time.
1319  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1320  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1321  * implementation in the apic driver code, if at all.
1322  */
1323 intrmask_t
1324 isa_irq_pending(void)
1325 {
1326         u_char irr1;
1327         u_char irr2;
1328
1329         irr1 = inb(IO_ICU1);
1330         irr2 = inb(IO_ICU2);
1331         return ((irr2 << 8) | irr1);
1332 }
1333 #endif
1334
1335 u_int basemem;
1336
1337 static int
1338 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1339 {
1340         int i, insert_idx, physmap_idx;
1341
1342         physmap_idx = *physmap_idxp;
1343
1344         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1345                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1346                     smap->type, smap->base, smap->length);
1347
1348         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1349                 return (1);
1350
1351         if (smap->length == 0)
1352                 return (0);
1353
1354         /*
1355          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1356          * assuming the new entry will be added to the end.
1357          */
1358         insert_idx = physmap_idx + 2;
1359         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1360                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1361                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1362                                 insert_idx = i;
1363                                 break;
1364                         }
1365                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1366                                 printf(
1367                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1368                         return (1);
1369                 }
1370         }
1371
1372         /* See if we can prepend to the next entry. */
1373         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1374             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1375                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1376                 return (1);
1377         }
1378
1379         /* See if we can append to the previous entry. */
1380         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1381                 physmap[insert_idx - 1] += smap->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] = smap->base;
1404         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1405         return (1);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1410  * available physical memory in the system, then test this memory and
1411  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1412  *
1413  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1414  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1415  *
1416  * XXX first should be vm_paddr_t.
1417  */
1418 static void
1419 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1420 {
1421         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1422         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1423         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1424         pt_entry_t *pte;
1425         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1426         u_int32_t smapsize;
1427         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1428
1429         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1430         basemem = 0;
1431         physmap_idx = 0;
1432
1433         /*
1434          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1435          *
1436          * subr_module.c says:
1437          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1438          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1439          */
1440         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1441             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1442         if (smapbase == NULL)
1443                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1444
1445         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1446         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1447
1448         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1449                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1450                         break;
1451
1452         /*
1453          * Find the 'base memory' segment for SMP
1454          */
1455         basemem = 0;
1456         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1457                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1458                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1459                         break;
1460                 }
1461         }
1462         if (basemem == 0)
1463                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1464
1465 #ifdef SMP
1466         /* make hole for AP bootstrap code */
1467         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1468 #endif
1469
1470         /*
1471          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1472          * highest page of the physical address space.  It should be
1473          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1474          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1475          */
1476         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1477
1478 #ifdef MAXMEM
1479         Maxmem = MAXMEM / 4;
1480 #endif
1481
1482         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1483                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1484
1485         /*
1486          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1487          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1488          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1489          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1490          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1491          */
1492         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1493         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1494
1495         /*
1496          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1497          * in the system.
1498          */
1499         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1500                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1501
1502         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1503             (boothowto & RB_VERBOSE))
1504                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1505
1506         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1507         pmap_bootstrap(&first);
1508
1509         /*
1510          * Size up each available chunk of physical memory.
1511          *
1512          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1513          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1514          * running in a VM.
1515          */
1516         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1517         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1518         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1519                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1520         else if (physmem_start >= physmap[1])
1521                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1522         else
1523                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1524         pa_indx = 0;
1525         da_indx = 1;
1526         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1527         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1528         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1529         pte = CMAP1;
1530
1531         /*
1532          * Get dcons buffer address
1533          */
1534         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1535             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1536                 dcons_addr = 0;
1537
1538         /*
1539          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1540          * round up the start address and round down the end address.
1541          */
1542         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1543                 vm_paddr_t end;
1544
1545                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1546                 if (physmap[i + 1] < end)
1547                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1548                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1549                         int tmp, page_bad, full;
1550                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1551
1552                         full = FALSE;
1553                         /*
1554                          * block out kernel memory as not available.
1555                          */
1556                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1557                                 goto do_dump_avail;
1558
1559                         /*
1560                          * block out dcons buffer
1561                          */
1562                         if (dcons_addr > 0
1563                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1564                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1565                                 goto do_dump_avail;
1566
1567                         page_bad = FALSE;
1568                         if (memtest == 0)
1569                                 goto skip_memtest;
1570
1571                         /*
1572                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1573                          */
1574                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1575                         invltlb();
1576
1577                         tmp = *(int *)ptr;
1578                         /*
1579                          * Test for alternating 1's and 0's
1580                          */
1581                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1582                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1583                                 page_bad = TRUE;
1584                         /*
1585                          * Test for alternating 0's and 1's
1586                          */
1587                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1588                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1589                                 page_bad = TRUE;
1590                         /*
1591                          * Test for all 1's
1592                          */
1593                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1594                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1595                                 page_bad = TRUE;
1596                         /*
1597                          * Test for all 0's
1598                          */
1599                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1600                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1601                                 page_bad = TRUE;
1602                         /*
1603                          * Restore original value.
1604                          */
1605                         *(int *)ptr = tmp;
1606
1607 skip_memtest:
1608                         /*
1609                          * Adjust array of valid/good pages.
1610                          */
1611                         if (page_bad == TRUE)
1612                                 continue;
1613                         /*
1614                          * If this good page is a continuation of the
1615                          * previous set of good pages, then just increase
1616                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1617                          * Note that "end" points one higher than end,
1618                          * making the range >= start and < end.
1619                          * If we're also doing a speculative memory
1620                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1621                          * so that we keep going. The first bad page
1622                          * will terminate the loop.
1623                          */
1624                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1625                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1626                         } else {
1627                                 pa_indx++;
1628                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1629                                         printf(
1630                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1631                                         pa_indx--;
1632                                         full = TRUE;
1633                                         goto do_dump_avail;
1634                                 }
1635                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1636                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1637                         }
1638                         physmem++;
1639 do_dump_avail:
1640                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1641                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1642                         } else {
1643                                 da_indx++;
1644                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1645                                         da_indx--;
1646                                         goto do_next;
1647                                 }
1648                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1649                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1650                         }
1651 do_next:
1652                         if (full)
1653                                 break;
1654                 }
1655         }
1656         *pte = 0;
1657         invltlb();
1658
1659         /*
1660          * XXX
1661          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1662          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1663          * calculation, etc.).
1664          */
1665         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1666             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1667                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1668                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1669                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1670         }
1671
1672         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1673
1674         /* Trim off space for the message buffer. */
1675         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1676
1677         /* Map the message buffer. */
1678         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1679 }
1680
1681 u_int64_t
1682 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1683 {
1684         caddr_t kmdp;
1685         int gsel_tss, x;
1686         struct pcpu *pc;
1687         struct nmi_pcpu *np;
1688         struct xstate_hdr *xhdr;
1689         u_int64_t msr;
1690         char *env;
1691         size_t kstack0_sz;
1692
1693         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1694         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1695         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1696         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1697         physfree += kstack0_sz;
1698
1699         /*
1700          * This may be done better later if it gets more high level
1701          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1702          */
1703         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1704
1705         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1706         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1707         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1708         if (kmdp == NULL)
1709                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1710         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1711         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1712 #ifdef DDB
1713         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1714         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1715 #endif
1716
1717         /* Init basic tunables, hz etc */
1718         init_param1();
1719
1720         /*
1721          * make gdt memory segments
1722          */
1723         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1724                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1725                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1726                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1727         }
1728         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1729         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1730             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1731
1732         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1733         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1734         lgdt(&r_gdt);
1735         pc = &__pcpu[0];
1736
1737         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1738         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1739         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1740
1741         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1742         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1743         physfree += DPCPU_SIZE;
1744         PCPU_SET(prvspace, pc);
1745         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1746         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1747         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1748         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1749         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1750         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1751         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1752
1753         /*
1754          * Initialize mutexes.
1755          *
1756          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1757          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1758          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1759          *           under witness.
1760          */
1761         mutex_init();
1762         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1763         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1764
1765         /* exceptions */
1766         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1767                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1768         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1769         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1770         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1771         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1772         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1773         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1774         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1775         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1776         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1777         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1778         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1779         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1780         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1781         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1782         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1783         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1784         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1785         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1786         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1787 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1788         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1789 #endif
1790
1791         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1792         r_idt.rd_base = (long) idt;
1793         lidt(&r_idt);
1794
1795         /*
1796          * Initialize the i8254 before the console so that console
1797          * initialization can use DELAY().
1798          */
1799         i8254_init();
1800
1801         /*
1802          * Initialize the console before we print anything out.
1803          */
1804         cninit();
1805
1806 #ifdef DEV_ISA
1807 #ifdef DEV_ATPIC
1808         elcr_probe();
1809         atpic_startup();
1810 #else
1811         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1812         atpic_reset();
1813
1814         /*
1815          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1816          * interrupt handler.
1817          */
1818         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1819         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1820 #endif
1821 #else
1822 #error "have you forgotten the isa device?";
1823 #endif
1824
1825         kdb_init();
1826
1827 #ifdef KDB
1828         if (boothowto & RB_KDB)
1829                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1830                     "Boot flags requested debugger");
1831 #endif
1832
1833         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1834         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1835         initializecpucache();
1836
1837         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1838         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1839
1840         /*
1841          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1842          * above the start of the ist2 stack.
1843          */
1844         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1845         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1846         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1847
1848         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1849         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1850             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1851
1852         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1853         ltr(gsel_tss);
1854
1855         /* Set up the fast syscall stuff */
1856         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1857         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1858         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1859         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1860         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1861               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1862         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1863         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1864
1865         getmemsize(kmdp, physfree);
1866         init_param2(physmem);
1867
1868         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1869
1870         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1871         fpuinit();
1872
1873         /*
1874          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
1875          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
1876          * area.
1877          */
1878         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
1879         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
1880         if (use_xsave) {
1881                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
1882                     1);
1883                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
1884         }
1885         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1886         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
1887         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1888         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1889         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1890         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1891
1892         /* transfer to user mode */
1893
1894         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1895         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1896         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1897         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1898         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1899
1900         load_ds(_udatasel);
1901         load_es(_udatasel);
1902         load_fs(_ufssel);
1903
1904         /* setup proc 0's pcb */
1905         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1906         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1907         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1908
1909         env = getenv("kernelname");
1910         if (env != NULL)
1911                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1912
1913 #ifdef XENHVM
1914         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1915                 if (bootverbose)
1916                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1917                 outw(0x10, 3);
1918         }
1919 #endif
1920
1921         cpu_probe_amdc1e();
1922
1923 #ifdef FDT
1924         x86_init_fdt();
1925 #endif
1926
1927         /* Location of kernel stack for locore */
1928         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1929 }
1930
1931 void
1932 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1933 {
1934
1935         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1936 }
1937
1938 void
1939 spinlock_enter(void)
1940 {
1941         struct thread *td;
1942         register_t flags;
1943
1944         td = curthread;
1945         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
1946                 flags = intr_disable();
1947                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
1948                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
1949         } else
1950                 td->td_md.md_spinlock_count++;
1951         critical_enter();
1952 }
1953
1954 void
1955 spinlock_exit(void)
1956 {
1957         struct thread *td;
1958         register_t flags;
1959
1960         td = curthread;
1961         critical_exit();
1962         flags = td->td_md.md_saved_flags;
1963         td->td_md.md_spinlock_count--;
1964         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1965                 intr_restore(flags);
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1970  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1971  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1972  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1973  * enough for a backtrace.
1974  */
1975 void
1976 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1977 {
1978
1979         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1980         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1981         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1982         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1983         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1984         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1985         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1986         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
1987 }
1988
1989 int
1990 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1991 {
1992         td->td_frame->tf_rip = addr;
1993         return (0);
1994 }
1995
1996 int
1997 ptrace_single_step(struct thread *td)
1998 {
1999         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2000         return (0);
2001 }
2002
2003 int
2004 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2005 {
2006         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2007         return (0);
2008 }
2009
2010 int
2011 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2012 {
2013         struct trapframe *tp;
2014
2015         tp = td->td_frame;
2016         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2017 }
2018
2019 int
2020 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2021 {
2022         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2023         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2024         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2025         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2026         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2027         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2028         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2029         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2030         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2031         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2032         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2033         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2034         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2035         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2036         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2037         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2038         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2039         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2040         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2041         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2042         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2043                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2044                 regs->r_es = tp->tf_es;
2045                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2046                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2047         } else {
2048                 regs->r_ds = 0;
2049                 regs->r_es = 0;
2050                 regs->r_fs = 0;
2051                 regs->r_gs = 0;
2052         }
2053         return (0);
2054 }
2055
2056 int
2057 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2058 {
2059         struct trapframe *tp;
2060         register_t rflags;
2061
2062         tp = td->td_frame;
2063         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2064         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2065                 return (EINVAL);
2066         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2067         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2068         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2069         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2070         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2071         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2072         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2073         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2074         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2075         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2076         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2077         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2078         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2079         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2080         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2081         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2082         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2083         tp->tf_rflags = rflags;
2084         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2085         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2086         if (0) {        /* XXXKIB */
2087                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2088                 tp->tf_es = regs->r_es;
2089                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2090                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2091                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2092                 set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2093         }
2094         return (0);
2095 }
2096
2097 /* XXX check all this stuff! */
2098 /* externalize from sv_xmm */
2099 static void
2100 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2101 {
2102         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2103         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2104         int i;
2105
2106         /* pcb -> fpregs */
2107         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2108
2109         /* FPU control/status */
2110         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2111         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2112         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2113         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2114         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2115         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2116         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2117         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2118
2119         /* FPU registers */
2120         for (i = 0; i < 8; ++i)
2121                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2122
2123         /* SSE registers */
2124         for (i = 0; i < 16; ++i)
2125                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2126 }
2127
2128 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2129 static void
2130 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2131 {
2132         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2133         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2134         int i;
2135
2136         /* fpregs -> pcb */
2137         /* FPU control/status */
2138         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2139         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2140         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2141         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2142         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2143         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2144         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2145         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2146
2147         /* FPU registers */
2148         for (i = 0; i < 8; ++i)
2149                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2150
2151         /* SSE registers */
2152         for (i = 0; i < 16; ++i)
2153                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2154 }
2155
2156 /* externalize from td->pcb */
2157 int
2158 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2159 {
2160
2161         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2162             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2163             ("not suspended thread %p", td));
2164         fpugetregs(td);
2165         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2166         return (0);
2167 }
2168
2169 /* internalize to td->pcb */
2170 int
2171 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2172 {
2173
2174         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2175         fpuuserinited(td);
2176         return (0);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * Get machine context.
2181  */
2182 int
2183 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2184 {
2185         struct pcb *pcb;
2186         struct trapframe *tp;
2187
2188         pcb = td->td_pcb;
2189         tp = td->td_frame;
2190         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2191         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2192         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2193         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2194         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2195         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2196         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2197         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2198         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2199         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2200         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2201         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2202         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2203         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2204         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2205         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2206         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2207         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2208                 mcp->mc_rax = 0;
2209                 mcp->mc_rdx = 0;
2210                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2211         } else {
2212                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2213                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2214         }
2215         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2216         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2217         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2218         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2219         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2220         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2221         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2222         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2223         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2224         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2225         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2226         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2227         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2228         mcp->mc_xfpustate = 0;
2229         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2230         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2231         return (0);
2232 }
2233
2234 /*
2235  * Set machine context.
2236  *
2237  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2238  * touch the cs selector.
2239  */
2240 int
2241 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2242 {
2243         struct pcb *pcb;
2244         struct trapframe *tp;
2245         char *xfpustate;
2246         long rflags;
2247         int ret;
2248
2249         pcb = td->td_pcb;
2250         tp = td->td_frame;
2251         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2252             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2253                 return (EINVAL);
2254         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2255             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2256         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2257                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2258                     sizeof(struct savefpu))
2259                         return (EINVAL);
2260                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2261                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2262                     mcp->mc_xfpustate_len);
2263                 if (ret != 0)
2264                         return (ret);
2265         } else
2266                 xfpustate = NULL;
2267         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2268         if (ret != 0)
2269                 return (ret);
2270         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2271         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2272         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2273         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2274         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2275         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2276         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2277         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2278         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2279         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2280         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2281         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2282         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2283         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2284         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2285         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2286         tp->tf_rflags = rflags;
2287         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2288         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2289         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2290         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2291                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2292                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2293                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2294                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2295         }
2296         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2297                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2298                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2299         }
2300         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2301         return (0);
2302 }
2303
2304 static void
2305 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2306     size_t xfpusave_len)
2307 {
2308         size_t max_len, len;
2309
2310         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2311         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2312             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2313         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2314         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2315                 return;
2316         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2317         len = xfpusave_len;
2318         if (len > max_len) {
2319                 len = max_len;
2320                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2321         }
2322         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2323         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2324         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2325 }
2326
2327 static int
2328 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2329     size_t xfpustate_len)
2330 {
2331         struct savefpu *fpstate;
2332         int error;
2333
2334         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2335                 return (0);
2336         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2337                 return (EINVAL);
2338         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2339                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2340                 fpstate_drop(td);
2341                 error = 0;
2342         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2343             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2344                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2345                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2346                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2347         } else
2348                 return (EINVAL);
2349         return (error);
2350 }
2351
2352 void
2353 fpstate_drop(struct thread *td)
2354 {
2355
2356         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2357         critical_enter();
2358         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2359                 fpudrop();
2360         /*
2361          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2362          * owned it.
2363          *
2364          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2365          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2366          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2367          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2368          * have too many layers.
2369          */
2370         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2371             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2372         critical_exit();
2373 }
2374
2375 int
2376 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2377 {
2378         struct pcb *pcb;
2379
2380         if (td == NULL) {
2381                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2382                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2383                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2384                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2385                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2386                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2387         } else {
2388                 pcb = td->td_pcb;
2389                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2390                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2391                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2392                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2393                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2394                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2395         }
2396         dbregs->dr[4] = 0;
2397         dbregs->dr[5] = 0;
2398         dbregs->dr[8] = 0;
2399         dbregs->dr[9] = 0;
2400         dbregs->dr[10] = 0;
2401         dbregs->dr[11] = 0;
2402         dbregs->dr[12] = 0;
2403         dbregs->dr[13] = 0;
2404         dbregs->dr[14] = 0;
2405         dbregs->dr[15] = 0;
2406         return (0);
2407 }
2408
2409 int
2410 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2411 {
2412         struct pcb *pcb;
2413         int i;
2414
2415         if (td == NULL) {
2416                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2417                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2418                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2419                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2420                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2421                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2422         } else {
2423                 /*
2424                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2425                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2426                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2427                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2428                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2429                  */
2430                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2431                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2432                                 return (EINVAL);
2433                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2434                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2435                                 return (EINVAL);
2436                 }
2437                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2438                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2439                         return (EINVAL);
2440
2441                 pcb = td->td_pcb;
2442
2443                 /*
2444                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2445                  * process's address space.  If a process could do this, it
2446                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2447                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2448                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2449                  * process's address space.
2450                  *
2451                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2452                  * address space is written into from within the kernel
2453                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2454                  * from within kernel mode?
2455                  */
2456
2457                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2458                         /* dr0 is enabled */
2459                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2460                                 return (EINVAL);
2461                 }
2462                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2463                         /* dr1 is enabled */
2464                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2465                                 return (EINVAL);
2466                 }
2467                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2468                         /* dr2 is enabled */
2469                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2470                                 return (EINVAL);
2471                 }
2472                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2473                         /* dr3 is enabled */
2474                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2475                                 return (EINVAL);
2476                 }
2477
2478                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2479                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2480                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2481                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2482                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2483                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2484
2485                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2486         }
2487
2488         return (0);
2489 }
2490
2491 void
2492 reset_dbregs(void)
2493 {
2494
2495         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2496         load_dr0(0);
2497         load_dr1(0);
2498         load_dr2(0);
2499         load_dr3(0);
2500         load_dr6(0);
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2505  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2506  */
2507 int
2508 user_dbreg_trap(void)
2509 {
2510         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2511         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2512         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2513         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2514         int i;
2515
2516         dr7 = rdr7();
2517         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2518                 /*
2519                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2520                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2521                  * hardware debug registers
2522                  */
2523                 return 0;
2524         }
2525
2526         nbp = 0;
2527         dr6 = rdr6();
2528         bp = dr6 & 0x0000000f;
2529
2530         if (!bp) {
2531                 /*
2532                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2533                  * trap was not caused by any of the debug registers
2534                  */
2535                 return 0;
2536         }
2537
2538         /*
2539          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2540          * which ones and if any of them are user space addresses
2541          */
2542
2543         if (bp & 0x01) {
2544                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2545         }
2546         if (bp & 0x02) {
2547                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2548         }
2549         if (bp & 0x04) {
2550                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2551         }
2552         if (bp & 0x08) {
2553                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2554         }
2555
2556         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2557                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2558                         /*
2559                          * addr[i] is in user space
2560                          */
2561                         return nbp;
2562                 }
2563         }
2564
2565         /*
2566          * None of the breakpoints are in user space.
2567          */
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 #ifdef KDB
2572
2573 /*
2574  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2575  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2576  */
2577
2578 /* silence compiler warnings */
2579 u_char inb_(u_short);
2580 void outb_(u_short, u_char);
2581
2582 u_char
2583 inb_(u_short port)
2584 {
2585         return inb(port);
2586 }
2587
2588 void
2589 outb_(u_short port, u_char data)
2590 {
2591         outb(port, data);
2592 }
2593
2594 #endif /* KDB */