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