sys/i386/i386/machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 2018 The FreeBSD Foundation
   5  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   6  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  10  * William Jolitz.
  11  *
  12  * Portions of this software were developed by A. Joseph Koshy under
  13  * sponsorship from the FreeBSD Foundation and Google, Inc.
  14  *
  15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  16  * modification, are permitted provided that the following conditions
  17  * are met:
  18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  24  *    must display the following acknowledgement:
  25  *      This product includes software developed by the University of
  26  *      California, Berkeley and its contributors.
  27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  29  *    without specific prior written permission.
  30  *
  31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  41  * SUCH DAMAGE.
  42  *
  43  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  44  */
  45
  46 #include <sys/cdefs.h>
  47 __FBSDID("$FreeBSD$");
  48
  49 #include "opt_apic.h"
  50 #include "opt_atpic.h"
  51 #include "opt_cpu.h"
  52 #include "opt_ddb.h"
  53 #include "opt_inet.h"
  54 #include "opt_isa.h"
  55 #include "opt_kstack_pages.h"
  56 #include "opt_maxmem.h"
  57 #include "opt_mp_watchdog.h"
  58 #include "opt_perfmon.h"
  59 #include "opt_platform.h"
  60
  61 #include <sys/param.h>
  62 #include <sys/proc.h>
  63 #include <sys/systm.h>
  64 #include <sys/bio.h>
  65 #include <sys/buf.h>
  66 #include <sys/bus.h>
  67 #include <sys/callout.h>
  68 #include <sys/cons.h>
  69 #include <sys/cpu.h>
  70 #include <sys/eventhandler.h>
  71 #include <sys/exec.h>
  72 #include <sys/imgact.h>
  73 #include <sys/kdb.h>
  74 #include <sys/kernel.h>
  75 #include <sys/ktr.h>
  76 #include <sys/linker.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <sys/malloc.h>
  79 #include <sys/memrange.h>
  80 #include <sys/msgbuf.h>
  81 #include <sys/mutex.h>
  82 #include <sys/pcpu.h>
  83 #include <sys/ptrace.h>
  84 #include <sys/reboot.h>
  85 #include <sys/rwlock.h>
  86 #include <sys/sched.h>
  87 #include <sys/signalvar.h>
  88 #include <sys/smp.h>
  89 #include <sys/syscallsubr.h>
  90 #include <sys/sysctl.h>
  91 #include <sys/sysent.h>
  92 #include <sys/sysproto.h>
  93 #include <sys/ucontext.h>
  94 #include <sys/vmmeter.h>
  95
  96 #include <vm/vm.h>
  97 #include <vm/vm_extern.h>
  98 #include <vm/vm_kern.h>
  99 #include <vm/vm_page.h>
 100 #include <vm/vm_map.h>
 101 #include <vm/vm_object.h>
 102 #include <vm/vm_pager.h>
 103 #include <vm/vm_param.h>
 104 #include <vm/vm_phys.h>
 105
 106 #ifdef DDB
 107 #ifndef KDB
 108 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 109 #endif
 110 #include <ddb/ddb.h>
 111 #include <ddb/db_sym.h>
 112 #endif
 113
 114 #include <isa/rtc.h>
 115
 116 #include <net/netisr.h>
 117
 118 #include <machine/bootinfo.h>
 119 #include <machine/clock.h>
 120 #include <machine/cpu.h>
 121 #include <machine/cputypes.h>
 122 #include <machine/intr_machdep.h>
 123 #include <x86/mca.h>
 124 #include <machine/md_var.h>
 125 #include <machine/metadata.h>
 126 #include <machine/mp_watchdog.h>
 127 #include <machine/pc/bios.h>
 128 #include <machine/pcb.h>
 129 #include <machine/pcb_ext.h>
 130 #include <machine/proc.h>
 131 #include <machine/reg.h>
 132 #include <machine/sigframe.h>
 133 #include <machine/specialreg.h>
 134 #include <machine/sysarch.h>
 135 #include <machine/trap.h>
 136 #include <x86/ucode.h>
 137 #include <machine/vm86.h>
 138 #include <x86/init.h>
 139 #ifdef PERFMON
 140 #include <machine/perfmon.h>
 141 #endif
 142 #ifdef SMP
 143 #include <machine/smp.h>
 144 #endif
 145 #ifdef FDT
 146 #include <x86/fdt.h>
 147 #endif
 148
 149 #ifdef DEV_APIC
 150 #include <x86/apicvar.h>
 151 #endif
 152
 153 #ifdef DEV_ISA
 154 #include <x86/isa/icu.h>
 155 #endif
 156
 157 /* Sanity check for __curthread() */
 158 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 159
 160 register_t init386(int first);
 161 void dblfault_handler(void);
 162 void identify_cpu(void);
 163
 164 static void cpu_startup(void *);
 165 static void fpstate_drop(struct thread *td);
 166 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 167     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 168 static int  set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 169     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 170 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 171
 172 /* Intel ICH registers */
 173 #define ICH_PMBASE      0x400
 174 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 175
 176 int     _udatasel, _ucodesel;
 177 u_int   basemem;
 178
 179 int cold = 1;
 180
 181 #ifdef COMPAT_43
 182 static void osendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *, sigset_t *mask);
 183 #endif
 184 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 185 static void freebsd4_sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *, sigset_t *mask);
 186 #endif
 187
 188 long Maxmem = 0;
 189 long realmem = 0;
 190
 191 #ifdef PAE
 192 FEATURE(pae, "Physical Address Extensions");
 193 #endif
 194
 195 /*
 196  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 197  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 198  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 199  * PHYSSEG entries.
 200  */
 201 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 202
 203 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 204 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 205
 206 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 207 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (nitems(phys_avail) - 2)
 208 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (nitems(dump_avail) - 2)
 209
 210 struct kva_md_info kmi;
 211
 212 static struct trapframe proc0_tf;
 213 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 214
 215 struct mtx icu_lock;
 216
 217 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 218
 219 extern char start_exceptions[], end_exceptions[];
 220
 221 extern struct sysentvec elf32_freebsd_sysvec;
 222
 223 /* Default init_ops implementation. */
 224 struct init_ops init_ops = {
 225         .early_clock_source_init =      i8254_init,
 226         .early_delay =                  i8254_delay,
 227 #ifdef DEV_APIC
 228         .msi_init =                     msi_init,
 229 #endif
 230 };
 231
 232 static void
 233 cpu_startup(dummy)
 234         void *dummy;
 235 {
 236         uintmax_t memsize;
 237         char *sysenv;
 238
 239         /*
 240          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 241          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 242          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 243          * start the APs.
 244          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 245          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 246          */
 247         sysenv = kern_getenv("smbios.system.product");
 248         if (sysenv != NULL) {
 249                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 250                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 251                     strncmp(sysenv, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 252                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 253                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 254                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 255                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 256                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 257                         if (bootverbose)
 258                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 259                                     "Intel ICH.\n");
 260                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 261                 }
 262                 freeenv(sysenv);
 263         }
 264
 265         /*
 266          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 267          */
 268         startrtclock();
 269         printcpuinfo();
 270         panicifcpuunsupported();
 271 #ifdef PERFMON
 272         perfmon_init();
 273 #endif
 274
 275         /*
 276          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 277          */
 278         memsize = 0;
 279         sysenv = kern_getenv("smbios.memory.enabled");
 280         if (sysenv != NULL) {
 281                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 282                 freeenv(sysenv);
 283         }
 284         if (memsize < ptoa((uintmax_t)vm_free_count()))
 285                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 286         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 287         realmem = atop(memsize);
 288
 289         /*
 290          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 291          */
 292         if (bootverbose) {
 293                 int indx;
 294
 295                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 296                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 297                         vm_paddr_t size;
 298
 299                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 300                         printf(
 301                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 302                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 303                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 304                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 305                 }
 306         }
 307
 308         vm_ksubmap_init(&kmi);
 309
 310         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 311             ptoa((uintmax_t)vm_free_count()),
 312             ptoa((uintmax_t)vm_free_count()) / 1048576);
 313
 314         /*
 315          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 316          */
 317         bufinit();
 318         vm_pager_bufferinit();
 319         cpu_setregs();
 320 }
 321
 322 /*
 323  * Send an interrupt to process.
 324  *
 325  * Stack is set up to allow sigcode stored
 326  * at top to call routine, followed by call
 327  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 328  * resets the signal mask, the stack, and the
 329  * frame pointer, it returns to the user
 330  * specified pc, psl.
 331  */
 332 #ifdef COMPAT_43
 333 static void
 334 osendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 335 {
 336         struct osigframe sf, *fp;
 337         struct proc *p;
 338         struct thread *td;
 339         struct sigacts *psp;
 340         struct trapframe *regs;
 341         int sig;
 342         int oonstack;
 343
 344         td = curthread;
 345         p = td->td_proc;
 346         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 347         sig = ksi->ksi_signo;
 348         psp = p->p_sigacts;
 349         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 350         regs = td->td_frame;
 351         oonstack = sigonstack(regs->tf_esp);
 352
 353         /* Allocate space for the signal handler context. */
 354         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) && !oonstack &&
 355             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 356                 fp = (struct osigframe *)((uintptr_t)td->td_sigstk.ss_sp +
 357                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct osigframe));
 358 #if defined(COMPAT_43)
 359                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 360 #endif
 361         } else
 362                 fp = (struct osigframe *)regs->tf_esp - 1;
 363
 364         /* Build the argument list for the signal handler. */
 365         sf.sf_signum = sig;
 366         sf.sf_scp = (register_t)&fp->sf_siginfo.si_sc;
 367         bzero(&sf.sf_siginfo, sizeof(sf.sf_siginfo));
 368         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 369                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 370                 sf.sf_arg2 = (register_t)&fp->sf_siginfo;
 371                 sf.sf_siginfo.si_signo = sig;
 372                 sf.sf_siginfo.si_code = ksi->ksi_code;
 373                 sf.sf_ahu.sf_action = (__osiginfohandler_t *)catcher;
 374                 sf.sf_addr = 0;
 375         } else {
 376                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 377                 sf.sf_arg2 = ksi->ksi_code;
 378                 sf.sf_addr = (register_t)ksi->ksi_addr;
 379                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 380         }
 381         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 382         PROC_UNLOCK(p);
 383
 384         /* Save most if not all of trap frame. */
 385         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_eax = regs->tf_eax;
 386         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ebx = regs->tf_ebx;
 387         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ecx = regs->tf_ecx;
 388         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_edx = regs->tf_edx;
 389         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_esi = regs->tf_esi;
 390         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_edi = regs->tf_edi;
 391         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_cs = regs->tf_cs;
 392         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ds = regs->tf_ds;
 393         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ss = regs->tf_ss;
 394         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_es = regs->tf_es;
 395         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_fs = regs->tf_fs;
 396         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_gs = rgs();
 397         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_isp = regs->tf_isp;
 398
 399         /* Build the signal context to be used by osigreturn(). */
 400         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 401         SIG2OSIG(*mask, sf.sf_siginfo.si_sc.sc_mask);
 402         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_sp = regs->tf_esp;
 403         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_fp = regs->tf_ebp;
 404         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_pc = regs->tf_eip;
 405         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ps = regs->tf_eflags;
 406         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_trapno = regs->tf_trapno;
 407         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_err = regs->tf_err;
 408
 409         /*
 410          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 411          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 412          * eflags.
 413          */
 414         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 415                 /* XXX confusing names: `tf' isn't a trapframe; `regs' is. */
 416                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 417                 struct vm86_kernel *vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 418
 419                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 420                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 421                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_es = tf->tf_vm86_es;
 422                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 423
 424                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 425                         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ps =
 426                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 427                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 428
 429                 /* See sendsig() for comments. */
 430                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 431         }
 432
 433         /*
 434          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 435          */
 436         if (copyout(&sf, fp, sizeof(*fp)) != 0) {
 437                 PROC_LOCK(p);
 438                 sigexit(td, SIGILL);
 439         }
 440
 441         regs->tf_esp = (int)fp;
 442         if (p->p_sysent->sv_sigcode_base != 0) {
 443                 regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_sigcode_base + szsigcode -
 444                     szosigcode;
 445         } else {
 446                 /* a.out sysentvec does not use shared page */
 447                 regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_psstrings - szosigcode;
 448         }
 449         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 450         regs->tf_cs = _ucodesel;
 451         regs->tf_ds = _udatasel;
 452         regs->tf_es = _udatasel;
 453         regs->tf_fs = _udatasel;
 454         load_gs(_udatasel);
 455         regs->tf_ss = _udatasel;
 456         PROC_LOCK(p);
 457         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 458 }
 459 #endif /* COMPAT_43 */
 460
 461 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 462 static void
 463 freebsd4_sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 464 {
 465         struct sigframe4 sf, *sfp;
 466         struct proc *p;
 467         struct thread *td;
 468         struct sigacts *psp;
 469         struct trapframe *regs;
 470         int sig;
 471         int oonstack;
 472
 473         td = curthread;
 474         p = td->td_proc;
 475         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 476         sig = ksi->ksi_signo;
 477         psp = p->p_sigacts;
 478         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 479         regs = td->td_frame;
 480         oonstack = sigonstack(regs->tf_esp);
 481
 482         /* Save user context. */
 483         bzero(&sf, sizeof(sf));
 484         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 485         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 486         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 487             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 488         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 489         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = rgs();
 490         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs, sizeof(*regs));
 491         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpregs,
 492             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpregs));
 493         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.__spare__,
 494             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.__spare__));
 495         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 496
 497         /* Allocate space for the signal handler context. */
 498         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 499             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 500                 sfp = (struct sigframe4 *)((uintptr_t)td->td_sigstk.ss_sp +
 501                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe4));
 502 #if defined(COMPAT_43)
 503                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 504 #endif
 505         } else
 506                 sfp = (struct sigframe4 *)regs->tf_esp - 1;
 507
 508         /* Build the argument list for the signal handler. */
 509         sf.sf_signum = sig;
 510         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 511         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 512         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 513                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 514                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 515                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 516
 517                 /* Fill in POSIX parts */
 518                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 519                 sf.sf_si.si_code = ksi->ksi_code;
 520                 sf.sf_si.si_addr = ksi->ksi_addr;
 521         } else {
 522                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 523                 sf.sf_siginfo = ksi->ksi_code;
 524                 sf.sf_addr = (register_t)ksi->ksi_addr;
 525                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 526         }
 527         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 528         PROC_UNLOCK(p);
 529
 530         /*
 531          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 532          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 533          * eflags.
 534          */
 535         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 536                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 537                 struct vm86_kernel *vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 538
 539                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 540                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 541                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 542                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 543
 544                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 545                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 546                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 547                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 548
 549                 /*
 550                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 551                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 552                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 553                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 554                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 555                  */
 556                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 557         }
 558
 559         /*
 560          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 561          */
 562         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
 563                 PROC_LOCK(p);
 564                 sigexit(td, SIGILL);
 565         }
 566
 567         regs->tf_esp = (int)sfp;
 568         regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_sigcode_base + szsigcode -
 569             szfreebsd4_sigcode;
 570         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 571         regs->tf_cs = _ucodesel;
 572         regs->tf_ds = _udatasel;
 573         regs->tf_es = _udatasel;
 574         regs->tf_fs = _udatasel;
 575         regs->tf_ss = _udatasel;
 576         PROC_LOCK(p);
 577         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 578 }
 579 #endif  /* COMPAT_FREEBSD4 */
 580
 581 void
 582 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 583 {
 584         struct sigframe sf, *sfp;
 585         struct proc *p;
 586         struct thread *td;
 587         struct sigacts *psp;
 588         char *sp;
 589         struct trapframe *regs;
 590         struct segment_descriptor *sdp;
 591         char *xfpusave;
 592         size_t xfpusave_len;
 593         int sig;
 594         int oonstack;
 595
 596         td = curthread;
 597         p = td->td_proc;
 598         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 599         sig = ksi->ksi_signo;
 600         psp = p->p_sigacts;
 601         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 602 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 603         if (SIGISMEMBER(psp->ps_freebsd4, sig)) {
 604                 freebsd4_sendsig(catcher, ksi, mask);
 605                 return;
 606         }
 607 #endif
 608 #ifdef COMPAT_43
 609         if (SIGISMEMBER(psp->ps_osigset, sig)) {
 610                 osendsig(catcher, ksi, mask);
 611                 return;
 612         }
 613 #endif
 614         regs = td->td_frame;
 615         oonstack = sigonstack(regs->tf_esp);
 616
 617         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(union savefpu) && use_xsave) {
 618                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(union savefpu);
 619                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 620         } else {
 621                 xfpusave_len = 0;
 622                 xfpusave = NULL;
 623         }
 624
 625         /* Save user context. */
 626         bzero(&sf, sizeof(sf));
 627         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 628         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 629         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 630             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 631         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 632         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = rgs();
 633         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs, sizeof(*regs));
 634         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 635         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 636         fpstate_drop(td);
 637         /*
 638          * Unconditionally fill the fsbase and gsbase into the mcontext.
 639          */
 640         sdp = &td->td_pcb->pcb_fsd;
 641         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = sdp->sd_hibase << 24 |
 642             sdp->sd_lobase;
 643         sdp = &td->td_pcb->pcb_gsd;
 644         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = sdp->sd_hibase << 24 |
 645             sdp->sd_lobase;
 646         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare2,
 647             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare2));
 648         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 649
 650         /* Allocate space for the signal handler context. */
 651         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 652             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 653                 sp = (char *)td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 654 #if defined(COMPAT_43)
 655                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 656 #endif
 657         } else
 658                 sp = (char *)regs->tf_esp - 128;
 659         if (xfpusave != NULL) {
 660                 sp -= xfpusave_len;
 661                 sp = (char *)((unsigned int)sp & ~0x3F);
 662                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 663         }
 664         sp -= sizeof(struct sigframe);
 665
 666         /* Align to 16 bytes. */
 667         sfp = (struct sigframe *)((unsigned int)sp & ~0xF);
 668
 669         /* Build the argument list for the signal handler. */
 670         sf.sf_signum = sig;
 671         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 672         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 673         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 674                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 675                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 676                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 677
 678                 /* Fill in POSIX parts */
 679                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 680                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 681         } else {
 682                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 683                 sf.sf_siginfo = ksi->ksi_code;
 684                 sf.sf_addr = (register_t)ksi->ksi_addr;
 685                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 686         }
 687         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 688         PROC_UNLOCK(p);
 689
 690         /*
 691          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 692          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 693          * eflags.
 694          */
 695         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 696                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 697                 struct vm86_kernel *vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 698
 699                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 700                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 701                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 702                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 703
 704                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 705                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 706                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 707                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 708
 709                 /*
 710                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 711                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 712                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 713                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 714                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 715                  */
 716                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 717         }
 718
 719         /*
 720          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 721          */
 722         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 723             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 724             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 725             != 0)) {
 726                 PROC_LOCK(p);
 727                 sigexit(td, SIGILL);
 728         }
 729
 730         regs->tf_esp = (int)sfp;
 731         regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 732         if (regs->tf_eip == 0)
 733                 regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_psstrings - szsigcode;
 734         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 735         regs->tf_cs = _ucodesel;
 736         regs->tf_ds = _udatasel;
 737         regs->tf_es = _udatasel;
 738         regs->tf_fs = _udatasel;
 739         regs->tf_ss = _udatasel;
 740         PROC_LOCK(p);
 741         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 742 }
 743
 744 /*
 745  * System call to cleanup state after a signal
 746  * has been taken.  Reset signal mask and
 747  * stack state from context left by sendsig (above).
 748  * Return to previous pc and psl as specified by
 749  * context left by sendsig. Check carefully to
 750  * make sure that the user has not modified the
 751  * state to gain improper privileges.
 752  *
 753  * MPSAFE
 754  */
 755 #ifdef COMPAT_43
 756 int
 757 osigreturn(td, uap)
 758         struct thread *td;
 759         struct osigreturn_args /* {
 760                 struct osigcontext *sigcntxp;
 761         } */ *uap;
 762 {
 763         struct osigcontext sc;
 764         struct trapframe *regs;
 765         struct osigcontext *scp;
 766         int eflags, error;
 767         ksiginfo_t ksi;
 768
 769         regs = td->td_frame;
 770         error = copyin(uap->sigcntxp, &sc, sizeof(sc));
 771         if (error != 0)
 772                 return (error);
 773         scp = &sc;
 774         eflags = scp->sc_ps;
 775         if (eflags & PSL_VM) {
 776                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 777                 struct vm86_kernel *vm86;
 778
 779                 /*
 780                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 781                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 782                  */
 783                 if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
 784                         return (EINVAL);
 785                 vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 786                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 787                         return (EINVAL);
 788
 789                 /* Go back to user mode if both flags are set. */
 790                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF)) {
 791                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 792                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 793                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 794                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 795                         trapsignal(td, &ksi);
 796                 }
 797
 798                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 799                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 800                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 801                 } else {
 802                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 803                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 804                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 805                 }
 806                 tf->tf_vm86_ds = scp->sc_ds;
 807                 tf->tf_vm86_es = scp->sc_es;
 808                 tf->tf_vm86_fs = scp->sc_fs;
 809                 tf->tf_vm86_gs = scp->sc_gs;
 810                 tf->tf_ds = _udatasel;
 811                 tf->tf_es = _udatasel;
 812                 tf->tf_fs = _udatasel;
 813         } else {
 814                 /*
 815                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 816                  */
 817                 if (!EFL_SECURE(eflags, regs->tf_eflags)) {
 818                         return (EINVAL);
 819                 }
 820
 821                 /*
 822                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 823                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 824                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 825                  */
 826                 if (!CS_SECURE(scp->sc_cs)) {
 827                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 828                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 829                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 830                         ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 831                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 832                         trapsignal(td, &ksi);
 833                         return (EINVAL);
 834                 }
 835                 regs->tf_ds = scp->sc_ds;
 836                 regs->tf_es = scp->sc_es;
 837                 regs->tf_fs = scp->sc_fs;
 838         }
 839
 840         /* Restore remaining registers. */
 841         regs->tf_eax = scp->sc_eax;
 842         regs->tf_ebx = scp->sc_ebx;
 843         regs->tf_ecx = scp->sc_ecx;
 844         regs->tf_edx = scp->sc_edx;
 845         regs->tf_esi = scp->sc_esi;
 846         regs->tf_edi = scp->sc_edi;
 847         regs->tf_cs = scp->sc_cs;
 848         regs->tf_ss = scp->sc_ss;
 849         regs->tf_isp = scp->sc_isp;
 850         regs->tf_ebp = scp->sc_fp;
 851         regs->tf_esp = scp->sc_sp;
 852         regs->tf_eip = scp->sc_pc;
 853         regs->tf_eflags = eflags;
 854
 855 #if defined(COMPAT_43)
 856         if (scp->sc_onstack & 1)
 857                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 858         else
 859                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 860 #endif
 861         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, (sigset_t *)&scp->sc_mask, NULL,
 862             SIGPROCMASK_OLD);
 863         return (EJUSTRETURN);
 864 }
 865 #endif /* COMPAT_43 */
 866
 867 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 868 /*
 869  * MPSAFE
 870  */
 871 int
 872 freebsd4_sigreturn(td, uap)
 873         struct thread *td;
 874         struct freebsd4_sigreturn_args /* {
 875                 const ucontext4 *sigcntxp;
 876         } */ *uap;
 877 {
 878         struct ucontext4 uc;
 879         struct trapframe *regs;
 880         struct ucontext4 *ucp;
 881         int cs, eflags, error;
 882         ksiginfo_t ksi;
 883
 884         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 885         if (error != 0)
 886                 return (error);
 887         ucp = &uc;
 888         regs = td->td_frame;
 889         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 890         if (eflags & PSL_VM) {
 891                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 892                 struct vm86_kernel *vm86;
 893
 894                 /*
 895                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 896                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 897                  */
 898                 if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
 899                         return (EINVAL);
 900                 vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 901                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 902                         return (EINVAL);
 903
 904                 /* Go back to user mode if both flags are set. */
 905                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF)) {
 906                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 907                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 908                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 909                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 910                         trapsignal(td, &ksi);
 911                 }
 912                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 913                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 914                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 915                 } else {
 916                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 917                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 918                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 919                 }
 920                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, tf, sizeof(struct trapframe));
 921                 tf->tf_eflags = eflags;
 922                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 923                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 924                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 925                 tf->tf_vm86_gs = ucp->uc_mcontext.mc_gs;
 926                 tf->tf_ds = _udatasel;
 927                 tf->tf_es = _udatasel;
 928                 tf->tf_fs = _udatasel;
 929         } else {
 930                 /*
 931                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 932                  */
 933                 if (!EFL_SECURE(eflags, regs->tf_eflags)) {
 934                         uprintf("pid %d (%s): freebsd4_sigreturn eflags = 0x%x\n",
 935                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, eflags);
 936                         return (EINVAL);
 937                 }
 938
 939                 /*
 940                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 941                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 942                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 943                  */
 944                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 945                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 946                         uprintf("pid %d (%s): freebsd4_sigreturn cs = 0x%x\n",
 947                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, cs);
 948                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 949                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 950                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 951                         ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 952                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 953                         trapsignal(td, &ksi);
 954                         return (EINVAL);
 955                 }
 956
 957                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, regs, sizeof(*regs));
 958         }
 959
 960 #if defined(COMPAT_43)
 961         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 962                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 963         else
 964                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 965 #endif
 966         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 967         return (EJUSTRETURN);
 968 }
 969 #endif  /* COMPAT_FREEBSD4 */
 970
 971 /*
 972  * MPSAFE
 973  */
 974 int
 975 sys_sigreturn(td, uap)
 976         struct thread *td;
 977         struct sigreturn_args /* {
 978                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 979         } */ *uap;
 980 {
 981         ucontext_t uc;
 982         struct proc *p;
 983         struct trapframe *regs;
 984         ucontext_t *ucp;
 985         char *xfpustate;
 986         size_t xfpustate_len;
 987         int cs, eflags, error, ret;
 988         ksiginfo_t ksi;
 989
 990         p = td->td_proc;
 991
 992         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 993         if (error != 0)
 994                 return (error);
 995         ucp = &uc;
 996         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 997                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 998                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 999                 return (EINVAL);
1000         }
1001         regs = td->td_frame;
1002         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
1003         if (eflags & PSL_VM) {
1004                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
1005                 struct vm86_kernel *vm86;
1006
1007                 /*
1008                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
1009                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
1010                  */
1011                 if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
1012                         return (EINVAL);
1013                 vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
1014                 if (vm86->vm86_inited == 0)
1015                         return (EINVAL);
1016
1017                 /* Go back to user mode if both flags are set. */
1018                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF)) {
1019                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
1020                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
1021                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
1022                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
1023                         trapsignal(td, &ksi);
1024                 }
1025
1026                 if (vm86->vm86_has_vme) {
1027                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
1028                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
1029                 } else {
1030                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
1031                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
1032                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
1033                 }
1034                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, tf, sizeof(struct trapframe));
1035                 tf->tf_eflags = eflags;
1036                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
1037                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
1038                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
1039                 tf->tf_vm86_gs = ucp->uc_mcontext.mc_gs;
1040                 tf->tf_ds = _udatasel;
1041                 tf->tf_es = _udatasel;
1042                 tf->tf_fs = _udatasel;
1043         } else {
1044                 /*
1045                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
1046                  */
1047                 if (!EFL_SECURE(eflags, regs->tf_eflags)) {
1048                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn eflags = 0x%x\n",
1049                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, eflags);
1050                         return (EINVAL);
1051                 }
1052
1053                 /*
1054                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1055                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1056                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1057                  */
1058                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1059                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1060                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n",
1061                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, cs);
1062                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
1063                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
1064                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
1065                         ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
1066                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
1067                         trapsignal(td, &ksi);
1068                         return (EINVAL);
1069                 }
1070
1071                 if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
1072                         xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
1073                         if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
1074                             sizeof(union savefpu)) {
1075                                 uprintf(
1076                             "pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
1077                                     p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
1078                                 return (EINVAL);
1079                         }
1080                         xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
1081                         error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
1082                             xfpustate, xfpustate_len);
1083                         if (error != 0) {
1084                                 uprintf(
1085         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
1086                                     p->p_pid, td->td_name);
1087                                 return (error);
1088                         }
1089                 } else {
1090                         xfpustate = NULL;
1091                         xfpustate_len = 0;
1092                 }
1093                 ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate,
1094                     xfpustate_len);
1095                 if (ret != 0)
1096                         return (ret);
1097                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, regs, sizeof(*regs));
1098         }
1099
1100 #if defined(COMPAT_43)
1101         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1102                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1103         else
1104                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1105 #endif
1106
1107         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
1108         return (EJUSTRETURN);
1109 }
1110
1111 #ifdef COMPAT_43
1112 static void
1113 setup_priv_lcall_gate(struct proc *p)
1114 {
1115         struct i386_ldt_args uap;
1116         union descriptor desc;
1117         u_int lcall_addr;
1118
1119         bzero(&uap, sizeof(uap));
1120         uap.start = 0;
1121         uap.num = 1;
1122         lcall_addr = p->p_sysent->sv_psstrings - sz_lcall_tramp;
1123         bzero(&desc, sizeof(desc));
1124         desc.sd.sd_type = SDT_MEMERA;
1125         desc.sd.sd_dpl = SEL_UPL;
1126         desc.sd.sd_p = 1;
1127         desc.sd.sd_def32 = 1;
1128         desc.sd.sd_gran = 1;
1129         desc.sd.sd_lolimit = 0xffff;
1130         desc.sd.sd_hilimit = 0xf;
1131         desc.sd.sd_lobase = lcall_addr;
1132         desc.sd.sd_hibase = lcall_addr >> 24;
1133         i386_set_ldt(curthread, &uap, &desc);
1134 }
1135 #endif
1136
1137 /*
1138  * Reset registers to default values on exec.
1139  */
1140 void
1141 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
1142 {
1143         struct trapframe *regs;
1144         struct pcb *pcb;
1145         register_t saved_eflags;
1146
1147         regs = td->td_frame;
1148         pcb = td->td_pcb;
1149
1150         /* Reset pc->pcb_gs and %gs before possibly invalidating it. */
1151         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1152         load_gs(_udatasel);
1153
1154         mtx_lock_spin(&dt_lock);
1155         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
1156                 user_ldt_free(td);
1157         else
1158                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
1159
1160 #ifdef COMPAT_43
1161         if (td->td_proc->p_sysent->sv_psstrings !=
1162             elf32_freebsd_sysvec.sv_psstrings)
1163                 setup_priv_lcall_gate(td->td_proc);
1164 #endif
1165
1166         /*
1167          * Reset the fs and gs bases.  The values from the old address
1168          * space do not make sense for the new program.  In particular,
1169          * gsbase might be the TLS base for the old program but the new
1170          * program has no TLS now.
1171          */
1172         set_fsbase(td, 0);
1173         set_gsbase(td, 0);
1174
1175         /* Make sure edx is 0x0 on entry. Linux binaries depend on it. */
1176         saved_eflags = regs->tf_eflags & PSL_T;
1177         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1178         regs->tf_eip = imgp->entry_addr;
1179         regs->tf_esp = stack;
1180         regs->tf_eflags = PSL_USER | saved_eflags;
1181         regs->tf_ss = _udatasel;
1182         regs->tf_ds = _udatasel;
1183         regs->tf_es = _udatasel;
1184         regs->tf_fs = _udatasel;
1185         regs->tf_cs = _ucodesel;
1186
1187         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1188         regs->tf_ebx = imgp->ps_strings;
1189
1190         /*
1191          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1192          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1193          */
1194         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1195                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1196                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1197                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1198                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1199                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1200                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1201                 if (pcb == curpcb) {
1202                         /*
1203                          * Clear the debug registers on the running
1204                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1205                          * the next process we switch to.
1206                          */
1207                         reset_dbregs();
1208                 }
1209                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1210         }
1211
1212         pcb->pcb_initial_npxcw = __INITIAL_NPXCW__;
1213
1214         /*
1215          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1216          * clean FP state if it uses the FPU again.
1217          */
1218         fpstate_drop(td);
1219 }
1220
1221 void
1222 cpu_setregs(void)
1223 {
1224         unsigned int cr0;
1225
1226         cr0 = rcr0();
1227
1228         /*
1229          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are set for NPX (FPU) support:
1230          *
1231          * Prepare to trap all ESC (i.e., NPX) instructions and all WAIT
1232          * instructions.  We must set the CR0_MP bit and use the CR0_TS
1233          * bit to control the trap, because setting the CR0_EM bit does
1234          * not cause WAIT instructions to trap.  It's important to trap
1235          * WAIT instructions - otherwise the "wait" variants of no-wait
1236          * control instructions would degenerate to the "no-wait" variants
1237          * after FP context switches but work correctly otherwise.  It's
1238          * particularly important to trap WAITs when there is no NPX -
1239          * otherwise the "wait" variants would always degenerate.
1240          *
1241          * Try setting CR0_NE to get correct error reporting on 486DX's.
1242          * Setting it should fail or do nothing on lesser processors.
1243          */
1244         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1245         load_cr0(cr0);
1246         load_gs(_udatasel);
1247 }
1248
1249 u_long bootdev;         /* not a struct cdev *- encoding is different */
1250 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1251         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Maybe the Boot device (not in struct cdev *format)");
1252
1253 static char bootmethod[16] = "BIOS";
1254 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1255     "System firmware boot method");
1256
1257 /*
1258  * Initialize 386 and configure to run kernel
1259  */
1260
1261 /*
1262  * Initialize segments & interrupt table
1263  */
1264
1265 int _default_ldt;
1266
1267 struct mtx dt_lock;                     /* lock for GDT and LDT */
1268
1269 union descriptor gdt0[NGDT];    /* initial global descriptor table */
1270 union descriptor *gdt = gdt0;   /* global descriptor table */
1271
1272 union descriptor *ldt;          /* local descriptor table */
1273
1274 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1275 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1276
1277 static struct i386tss *dblfault_tss;
1278 static char *dblfault_stack;
1279
1280 static struct i386tss common_tss0;
1281
1282 vm_offset_t proc0kstack;
1283
1284 /*
1285  * software prototypes -- in more palatable form.
1286  *
1287  * GCODE_SEL through GUDATA_SEL must be in this order for syscall/sysret
1288  * GUFS_SEL and GUGS_SEL must be in this order (swtch.s knows it)
1289  */
1290 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1291 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1292 {       .ssd_base = 0x0,
1293         .ssd_limit = 0x0,
1294         .ssd_type = 0,
1295         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1296         .ssd_p = 0,
1297         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1298         .ssd_def32 = 0,
1299         .ssd_gran = 0           },
1300 /* GPRIV_SEL    1 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1301 {       .ssd_base = 0x0,
1302         .ssd_limit = 0xfffff,
1303         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1304         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1305         .ssd_p = 1,
1306         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1307         .ssd_def32 = 1,
1308         .ssd_gran = 1           },
1309 /* GUFS_SEL     2 %fs Descriptor for user */
1310 {       .ssd_base = 0x0,
1311         .ssd_limit = 0xfffff,
1312         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1313         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1314         .ssd_p = 1,
1315         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1316         .ssd_def32 = 1,
1317         .ssd_gran = 1           },
1318 /* GUGS_SEL     3 %gs Descriptor for user */
1319 {       .ssd_base = 0x0,
1320         .ssd_limit = 0xfffff,
1321         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1322         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1323         .ssd_p = 1,
1324         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1325         .ssd_def32 = 1,
1326         .ssd_gran = 1           },
1327 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1328 {       .ssd_base = 0x0,
1329         .ssd_limit = 0xfffff,
1330         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1331         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1332         .ssd_p = 1,
1333         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1334         .ssd_def32 = 1,
1335         .ssd_gran = 1           },
1336 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1337 {       .ssd_base = 0x0,
1338         .ssd_limit = 0xfffff,
1339         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1340         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1341         .ssd_p = 1,
1342         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1343         .ssd_def32 = 1,
1344         .ssd_gran = 1           },
1345 /* GUCODE_SEL   6 Code Descriptor for user */
1346 {       .ssd_base = 0x0,
1347         .ssd_limit = 0xfffff,
1348         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1349         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1350         .ssd_p = 1,
1351         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1352         .ssd_def32 = 1,
1353         .ssd_gran = 1           },
1354 /* GUDATA_SEL   7 Data Descriptor for user */
1355 {       .ssd_base = 0x0,
1356         .ssd_limit = 0xfffff,
1357         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1358         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1359         .ssd_p = 1,
1360         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1361         .ssd_def32 = 1,
1362         .ssd_gran = 1           },
1363 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1364 {       .ssd_base = 0x400,
1365         .ssd_limit = 0xfffff,
1366         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1367         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1368         .ssd_p = 1,
1369         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1370         .ssd_def32 = 1,
1371         .ssd_gran = 1           },
1372 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1373 {
1374         .ssd_base = 0x0,
1375         .ssd_limit = sizeof(struct i386tss)-1,
1376         .ssd_type = SDT_SYS386TSS,
1377         .ssd_dpl = 0,
1378         .ssd_p = 1,
1379         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1380         .ssd_def32 = 0,
1381         .ssd_gran = 0           },
1382 /* GLDT_SEL     10 LDT Descriptor */
1383 {       .ssd_base = 0,
1384         .ssd_limit = sizeof(union descriptor) * NLDT - 1,
1385         .ssd_type = SDT_SYSLDT,
1386         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1387         .ssd_p = 1,
1388         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1389         .ssd_def32 = 0,
1390         .ssd_gran = 0           },
1391 /* GUSERLDT_SEL 11 User LDT Descriptor per process */
1392 {       .ssd_base = 0,
1393         .ssd_limit = (512 * sizeof(union descriptor)-1),
1394         .ssd_type = SDT_SYSLDT,
1395         .ssd_dpl = 0,
1396         .ssd_p = 1,
1397         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1398         .ssd_def32 = 0,
1399         .ssd_gran = 0           },
1400 /* GPANIC_SEL   12 Panic Tss Descriptor */
1401 {       .ssd_base = 0,
1402         .ssd_limit = sizeof(struct i386tss)-1,
1403         .ssd_type = SDT_SYS386TSS,
1404         .ssd_dpl = 0,
1405         .ssd_p = 1,
1406         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1407         .ssd_def32 = 0,
1408         .ssd_gran = 0           },
1409 /* GBIOSCODE32_SEL 13 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1410 {       .ssd_base = 0,
1411         .ssd_limit = 0xfffff,
1412         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1413         .ssd_dpl = 0,
1414         .ssd_p = 1,
1415         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1416         .ssd_def32 = 0,
1417         .ssd_gran = 1           },
1418 /* GBIOSCODE16_SEL 14 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1419 {       .ssd_base = 0,
1420         .ssd_limit = 0xfffff,
1421         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1422         .ssd_dpl = 0,
1423         .ssd_p = 1,
1424         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1425         .ssd_def32 = 0,
1426         .ssd_gran = 1           },
1427 /* GBIOSDATA_SEL 15 BIOS 32-bit interface (Data) */
1428 {       .ssd_base = 0,
1429         .ssd_limit = 0xfffff,
1430         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1431         .ssd_dpl = 0,
1432         .ssd_p = 1,
1433         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1434         .ssd_def32 = 1,
1435         .ssd_gran = 1           },
1436 /* GBIOSUTIL_SEL 16 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1437 {       .ssd_base = 0,
1438         .ssd_limit = 0xfffff,
1439         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1440         .ssd_dpl = 0,
1441         .ssd_p = 1,
1442         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1443         .ssd_def32 = 0,
1444         .ssd_gran = 1           },
1445 /* GBIOSARGS_SEL 17 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1446 {       .ssd_base = 0,
1447         .ssd_limit = 0xfffff,
1448         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1449         .ssd_dpl = 0,
1450         .ssd_p = 1,
1451         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1452         .ssd_def32 = 0,
1453         .ssd_gran = 1           },
1454 /* GNDIS_SEL    18 NDIS Descriptor */
1455 {       .ssd_base = 0x0,
1456         .ssd_limit = 0x0,
1457         .ssd_type = 0,
1458         .ssd_dpl = 0,
1459         .ssd_p = 0,
1460         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1461         .ssd_def32 = 0,
1462         .ssd_gran = 0           },
1463 };
1464
1465 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1466         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1467 {       .ssd_base = 0x0,
1468         .ssd_limit = 0x0,
1469         .ssd_type = 0,
1470         .ssd_dpl = 0,
1471         .ssd_p = 0,
1472         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1473         .ssd_def32 = 0,
1474         .ssd_gran = 0           },
1475         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1476 {       .ssd_base = 0x0,
1477         .ssd_limit = 0x0,
1478         .ssd_type = 0,
1479         .ssd_dpl = 0,
1480         .ssd_p = 0,
1481         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1482         .ssd_def32 = 0,
1483         .ssd_gran = 0           },
1484         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1485 {       .ssd_base = 0x0,
1486         .ssd_limit = 0x0,
1487         .ssd_type = 0,
1488         .ssd_dpl = 0,
1489         .ssd_p = 0,
1490         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1491         .ssd_def32 = 0,
1492         .ssd_gran = 0           },
1493         /* Code Descriptor for user */
1494 {       .ssd_base = 0x0,
1495         .ssd_limit = 0xfffff,
1496         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1497         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1498         .ssd_p = 1,
1499         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1500         .ssd_def32 = 1,
1501         .ssd_gran = 1           },
1502         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1503 {       .ssd_base = 0x0,
1504         .ssd_limit = 0x0,
1505         .ssd_type = 0,
1506         .ssd_dpl = 0,
1507         .ssd_p = 0,
1508         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1509         .ssd_def32 = 0,
1510         .ssd_gran = 0           },
1511         /* Data Descriptor for user */
1512 {       .ssd_base = 0x0,
1513         .ssd_limit = 0xfffff,
1514         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1515         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1516         .ssd_p = 1,
1517         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1518         .ssd_def32 = 1,
1519         .ssd_gran = 1           },
1520 };
1521
1522 uintptr_t setidt_disp;
1523
1524 void
1525 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1526 {
1527         uintptr_t off;
1528
1529         off = func != NULL ? (uintptr_t)func + setidt_disp : 0;
1530         setidt_nodisp(idx, off, typ, dpl, selec);
1531 }
1532
1533 void
1534 setidt_nodisp(int idx, uintptr_t off, int typ, int dpl, int selec)
1535 {
1536         struct gate_descriptor *ip;
1537
1538         ip = idt + idx;
1539         ip->gd_looffset = off;
1540         ip->gd_selector = selec;
1541         ip->gd_stkcpy = 0;
1542         ip->gd_xx = 0;
1543         ip->gd_type = typ;
1544         ip->gd_dpl = dpl;
1545         ip->gd_p = 1;
1546         ip->gd_hioffset = ((u_int)off) >> 16 ;
1547 }
1548
1549 extern inthand_t
1550         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1551         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1552         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1553         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1554         IDTVEC(xmm),
1555 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1556         IDTVEC(dtrace_ret),
1557 #endif
1558 #ifdef XENHVM
1559         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1560 #endif
1561         IDTVEC(int0x80_syscall);
1562
1563 #ifdef DDB
1564 /*
1565  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1566  * the default 'rsvd' entry point.
1567  */
1568 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1569 {
1570         struct gate_descriptor *ip;
1571         int idx;
1572         uintptr_t func, func_trm;
1573         bool trm;
1574
1575         ip = idt;
1576         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1577                 if (ip->gd_type == SDT_SYSTASKGT) {
1578                         db_printf("%3d\t<TASK>\n", idx);
1579                 } else {
1580                         func = (ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1581                         if (func >= PMAP_TRM_MIN_ADDRESS) {
1582                                 func_trm = func;
1583                                 func -= setidt_disp;
1584                                 trm = true;
1585                         } else
1586                                 trm = false;
1587                         if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1588                                 db_printf("%3d\t", idx);
1589                                 db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1590                                 if (trm)
1591                                         db_printf(" (trampoline %#x)",
1592                                             func_trm);
1593                                 db_printf("\n");
1594                         }
1595                 }
1596                 ip++;
1597         }
1598 }
1599
1600 /* Show privileged registers. */
1601 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1602 {
1603         uint64_t idtr, gdtr;
1604
1605         idtr = ridt();
1606         db_printf("idtr\t0x%08x/%04x\n",
1607             (u_int)(idtr >> 16), (u_int)idtr & 0xffff);
1608         gdtr = rgdt();
1609         db_printf("gdtr\t0x%08x/%04x\n",
1610             (u_int)(gdtr >> 16), (u_int)gdtr & 0xffff);
1611         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", rldt());
1612         db_printf("tr\t0x%04x\n", rtr());
1613         db_printf("cr0\t0x%08x\n", rcr0());
1614         db_printf("cr2\t0x%08x\n", rcr2());
1615         db_printf("cr3\t0x%08x\n", rcr3());
1616         db_printf("cr4\t0x%08x\n", rcr4());
1617         if (rcr4() & CR4_XSAVE)
1618                 db_printf("xcr0\t0x%016llx\n", rxcr(0));
1619         if (amd_feature & (AMDID_NX | AMDID_LM))
1620                 db_printf("EFER\t0x%016llx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1621         if (cpu_feature2 & (CPUID2_VMX | CPUID2_SMX))
1622                 db_printf("FEATURES_CTL\t0x%016llx\n",
1623                     rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1624         if ((cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL ||
1625             cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD) && CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 6)
1626                 db_printf("DEBUG_CTL\t0x%016llx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1627         if (cpu_feature & CPUID_PAT)
1628                 db_printf("PAT\t0x%016llx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1629 }
1630
1631 DB_SHOW_COMMAND(dbregs, db_show_dbregs)
1632 {
1633
1634         db_printf("dr0\t0x%08x\n", rdr0());
1635         db_printf("dr1\t0x%08x\n", rdr1());
1636         db_printf("dr2\t0x%08x\n", rdr2());
1637         db_printf("dr3\t0x%08x\n", rdr3());
1638         db_printf("dr6\t0x%08x\n", rdr6());
1639         db_printf("dr7\t0x%08x\n", rdr7());
1640 }
1641
1642 DB_SHOW_COMMAND(frame, db_show_frame)
1643 {
1644         struct trapframe *frame;
1645
1646         frame = have_addr ? (struct trapframe *)addr : curthread->td_frame;
1647         printf("ss %#x esp %#x efl %#x cs %#x eip %#x\n",
1648             frame->tf_ss, frame->tf_esp, frame->tf_eflags, frame->tf_cs,
1649             frame->tf_eip);
1650         printf("err %#x trapno %d\n", frame->tf_err, frame->tf_trapno);
1651         printf("ds %#x es %#x fs %#x\n",
1652             frame->tf_ds, frame->tf_es, frame->tf_fs);
1653         printf("eax %#x ecx %#x edx %#x ebx %#x\n",
1654             frame->tf_eax, frame->tf_ecx, frame->tf_edx, frame->tf_ebx);
1655         printf("ebp %#x esi %#x edi %#x\n",
1656             frame->tf_ebp, frame->tf_esi, frame->tf_edi);
1657
1658 }
1659 #endif
1660
1661 void
1662 sdtossd(sd, ssd)
1663         struct segment_descriptor *sd;
1664         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1665 {
1666         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1667         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1668         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1669         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1670         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1671         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1672         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1673 }
1674
1675 static int
1676 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1677     int *physmap_idxp)
1678 {
1679         int i, insert_idx, physmap_idx;
1680
1681         physmap_idx = *physmap_idxp;
1682
1683         if (length == 0)
1684                 return (1);
1685
1686 #ifndef PAE
1687         if (base > 0xffffffff) {
1688                 printf("%uK of memory above 4GB ignored\n",
1689                     (u_int)(length / 1024));
1690                 return (1);
1691         }
1692 #endif
1693
1694         /*
1695          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1696          * assuming the new entry will be added to the end.
1697          */
1698         insert_idx = physmap_idx + 2;
1699         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1700                 if (base < physmap[i + 1]) {
1701                         if (base + length <= physmap[i]) {
1702                                 insert_idx = i;
1703                                 break;
1704                         }
1705                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1706                                 printf(
1707                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1708                         return (1);
1709                 }
1710         }
1711
1712         /* See if we can prepend to the next entry. */
1713         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1714                 physmap[insert_idx] = base;
1715                 return (1);
1716         }
1717
1718         /* See if we can append to the previous entry. */
1719         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1720                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1721                 return (1);
1722         }
1723
1724         physmap_idx += 2;
1725         *physmap_idxp = physmap_idx;
1726         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1727                 printf(
1728                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1729                 return (0);
1730         }
1731
1732         /*
1733          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1734          * entry if needed.
1735          */
1736         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1737                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1738                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1739         }
1740
1741         /* Insert the new entry. */
1742         physmap[insert_idx] = base;
1743         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1744         return (1);
1745 }
1746
1747 static int
1748 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1749 {
1750         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1751                 printf("SMAP type=%02x base=%016llx len=%016llx\n",
1752                     smap->type, smap->base, smap->length);
1753
1754         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1755                 return (1);
1756
1757         return (add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1758             physmap_idxp));
1759 }
1760
1761 static void
1762 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1763     int *physmap_idxp)
1764 {
1765         struct bios_smap *smap, *smapend;
1766         u_int32_t smapsize;
1767         /*
1768          * Memory map from INT 15:E820.
1769          *
1770          * subr_module.c says:
1771          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1772          * ie: an int32_t immediately precedes SMAP.
1773          */
1774         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1775         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1776
1777         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1778                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, physmap_idxp))
1779                         break;
1780 }
1781
1782 static void
1783 basemem_setup(void)
1784 {
1785         pt_entry_t *pte;
1786         int i;
1787
1788         if (basemem > 640) {
1789                 printf("Preposterous BIOS basemem of %uK, truncating to 640K\n",
1790                         basemem);
1791                 basemem = 640;
1792         }
1793
1794         /*
1795          * Map pages between basemem and ISA_HOLE_START, if any, r/w into
1796          * the vm86 page table so that vm86 can scribble on them using
1797          * the vm86 map too.  XXX: why 2 ways for this and only 1 way for
1798          * page 0, at least as initialized here?
1799          */
1800         pte = (pt_entry_t *)vm86paddr;
1801         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1802                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1807  * available physical memory in the system, then test this memory and
1808  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1809  *
1810  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1811  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1812  *
1813  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1814  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1815  *
1816  * XXX first should be vm_paddr_t.
1817  */
1818 static void
1819 getmemsize(int first)
1820 {
1821         int has_smap, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1822         u_long memtest;
1823         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1824         pt_entry_t *pte;
1825         quad_t dcons_addr, dcons_size, physmem_tunable;
1826         int hasbrokenint12, i, res;
1827         u_int extmem;
1828         struct vm86frame vmf;
1829         struct vm86context vmc;
1830         vm_paddr_t pa;
1831         struct bios_smap *smap, *smapbase;
1832         caddr_t kmdp;
1833
1834         has_smap = 0;
1835         bzero(&vmf, sizeof(vmf));
1836         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1837         basemem = 0;
1838
1839         /*
1840          * Tell the physical memory allocator about pages used to store
1841          * the kernel and preloaded data.  See kmem_bootstrap_free().
1842          */
1843         vm_phys_add_seg((vm_paddr_t)KERNLOAD, trunc_page(first));
1844
1845         /*
1846          * Check if the loader supplied an SMAP memory map.  If so,
1847          * use that and do not make any VM86 calls.
1848          */
1849         physmap_idx = 0;
1850         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1851         if (kmdp == NULL)
1852                 kmdp = preload_search_by_type("elf32 kernel");
1853         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1854             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1855         if (smapbase != NULL) {
1856                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
1857                 has_smap = 1;
1858                 goto have_smap;
1859         }
1860
1861         /*
1862          * Some newer BIOSes have a broken INT 12H implementation
1863          * which causes a kernel panic immediately.  In this case, we
1864          * need use the SMAP to determine the base memory size.
1865          */
1866         hasbrokenint12 = 0;
1867         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1868         if (hasbrokenint12 == 0) {
1869                 /* Use INT12 to determine base memory size. */
1870                 vm86_intcall(0x12, &vmf);
1871                 basemem = vmf.vmf_ax;
1872                 basemem_setup();
1873         }
1874
1875         /*
1876          * Fetch the memory map with INT 15:E820.  Map page 1 R/W into
1877          * the kernel page table so we can use it as a buffer.  The
1878          * kernel will unmap this page later.
1879          */
1880         vmc.npages = 0;
1881         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, PMAP_MAP_LOW + ptoa(1));
1882         res = vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1883         KASSERT(res != 0, ("vm86_getptr() failed: address not found"));
1884
1885         vmf.vmf_ebx = 0;
1886         do {
1887                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1888                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1889                 vmf.vmf_ecx = sizeof(struct bios_smap);
1890                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1891                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1892                         break;
1893                 has_smap = 1;
1894                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1895                         break;
1896         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1897
1898 have_smap:
1899         /*
1900          * If we didn't fetch the "base memory" size from INT12,
1901          * figure it out from the SMAP (or just guess).
1902          */
1903         if (basemem == 0) {
1904                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1905                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1906                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1907                                 break;
1908                         }
1909                 }
1910
1911                 /* XXX: If we couldn't find basemem from SMAP, just guess. */
1912                 if (basemem == 0)
1913                         basemem = 640;
1914                 basemem_setup();
1915         }
1916
1917         if (physmap[1] != 0)
1918                 goto physmap_done;
1919
1920         /*
1921          * If we failed to find an SMAP, figure out the extended
1922          * memory size.  We will then build a simple memory map with
1923          * two segments, one for "base memory" and the second for
1924          * "extended memory".  Note that "extended memory" starts at a
1925          * physical address of 1MB and that both basemem and extmem
1926          * are in units of 1KB.
1927          *
1928          * First, try to fetch the extended memory size via INT 15:E801.
1929          */
1930         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1931         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1932                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1933         } else {
1934                 /*
1935                  * If INT15:E801 fails, this is our last ditch effort
1936                  * to determine the extended memory size.  Currently
1937                  * we prefer the RTC value over INT15:88.
1938                  */
1939 #if 0
1940                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1941                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1942                 extmem = vmf.vmf_ax;
1943 #else
1944                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1945 #endif
1946         }
1947
1948         /*
1949          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1950          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1951          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1952          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1953          * them beyond the limit.
1954          *
1955          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1956          *      chop it to 15MB.
1957          */
1958         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1959                 extmem = 15 * 1024;
1960
1961         physmap[0] = 0;
1962         physmap[1] = basemem * 1024;
1963         physmap_idx = 2;
1964         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1965         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1966
1967 physmap_done:
1968         /*
1969          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1970          */
1971
1972 #ifdef SMP
1973         /* make hole for AP bootstrap code */
1974         alloc_ap_trampoline(physmap, &physmap_idx);
1975 #endif
1976
1977         /*
1978          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1979          * highest page of the physical address space.  It should be
1980          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1981          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1982          *
1983          * This is especially confusing when it is much larger than the
1984          * memory size and is displayed as "realmem".
1985          */
1986         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1987
1988 #ifdef MAXMEM
1989         Maxmem = MAXMEM / 4;
1990 #endif
1991
1992         if (TUNABLE_QUAD_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1993                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1994
1995         /*
1996          * If we have an SMAP, don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend
1997          * the amount of memory in the system.
1998          */
1999         if (has_smap && Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
2000                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
2001
2002         /*
2003          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
2004          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
2005          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
2006          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
2007          * one could eventually do more with the code than just disable it.
2008          */
2009         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
2010         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
2011
2012         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
2013             (boothowto & RB_VERBOSE))
2014                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
2015
2016         /*
2017          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
2018          * extend the last memory segment to the new limit.
2019          */
2020         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
2021                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
2022
2023         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
2024         pmap_bootstrap(first);
2025
2026         /*
2027          * Size up each available chunk of physical memory.
2028          */
2029         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
2030         pa_indx = 0;
2031         da_indx = 1;
2032         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
2033         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
2034         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
2035         pte = CMAP3;
2036
2037         /*
2038          * Get dcons buffer address
2039          */
2040         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2041             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2042                 dcons_addr = 0;
2043
2044         /*
2045          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
2046          * round up the start address and round down the end address.
2047          */
2048         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2049                 vm_paddr_t end;
2050
2051                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
2052                 if (physmap[i + 1] < end)
2053                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
2054                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
2055                         int tmp, page_bad, full;
2056                         int *ptr = (int *)CADDR3;
2057
2058                         full = FALSE;
2059                         /*
2060                          * block out kernel memory as not available.
2061                          */
2062                         if (pa >= KERNLOAD && pa < first)
2063                                 goto do_dump_avail;
2064
2065                         /*
2066                          * block out dcons buffer
2067                          */
2068                         if (dcons_addr > 0
2069                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2070                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
2071                                 goto do_dump_avail;
2072
2073                         page_bad = FALSE;
2074                         if (memtest == 0)
2075                                 goto skip_memtest;
2076
2077                         /*
2078                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2079                          */
2080                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
2081                         invltlb();
2082
2083                         tmp = *(int *)ptr;
2084                         /*
2085                          * Test for alternating 1's and 0's
2086                          */
2087                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
2088                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
2089                                 page_bad = TRUE;
2090                         /*
2091                          * Test for alternating 0's and 1's
2092                          */
2093                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
2094                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
2095                                 page_bad = TRUE;
2096                         /*
2097                          * Test for all 1's
2098                          */
2099                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
2100                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
2101                                 page_bad = TRUE;
2102                         /*
2103                          * Test for all 0's
2104                          */
2105                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
2106                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
2107                                 page_bad = TRUE;
2108                         /*
2109                          * Restore original value.
2110                          */
2111                         *(int *)ptr = tmp;
2112
2113 skip_memtest:
2114                         /*
2115                          * Adjust array of valid/good pages.
2116                          */
2117                         if (page_bad == TRUE)
2118                                 continue;
2119                         /*
2120                          * If this good page is a continuation of the
2121                          * previous set of good pages, then just increase
2122                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2123                          * Note that "end" points one higher than end,
2124                          * making the range >= start and < end.
2125                          * If we're also doing a speculative memory
2126                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2127                          * so that we keep going. The first bad page
2128                          * will terminate the loop.
2129                          */
2130                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2131                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
2132                         } else {
2133                                 pa_indx++;
2134                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2135                                         printf(
2136                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2137                                         pa_indx--;
2138                                         full = TRUE;
2139                                         goto do_dump_avail;
2140                                 }
2141                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
2142                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
2143                         }
2144                         physmem++;
2145 do_dump_avail:
2146                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2147                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
2148                         } else {
2149                                 da_indx++;
2150                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2151                                         da_indx--;
2152                                         goto do_next;
2153                                 }
2154                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
2155                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
2156                         }
2157 do_next:
2158                         if (full)
2159                                 break;
2160                 }
2161         }
2162         *pte = 0;
2163         invltlb();
2164
2165         /*
2166          * XXX
2167          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2168          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2169          * calculation, etc.).
2170          */
2171         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
2172             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
2173                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2174                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2175                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2176         }
2177
2178         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2179
2180         /* Trim off space for the message buffer. */
2181         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
2182
2183         /* Map the message buffer. */
2184         for (off = 0; off < round_page(msgbufsize); off += PAGE_SIZE)
2185                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
2186                     off);
2187 }
2188
2189 static void
2190 i386_kdb_init(void)
2191 {
2192 #ifdef DDB
2193         db_fetch_ksymtab(bootinfo.bi_symtab, bootinfo.bi_esymtab);
2194 #endif
2195         kdb_init();
2196 #ifdef KDB
2197         if (boothowto & RB_KDB)
2198                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS, "Boot flags requested debugger");
2199 #endif
2200 }
2201
2202 static void
2203 fixup_idt(void)
2204 {
2205         struct gate_descriptor *ip;
2206         uintptr_t off;
2207         int x;
2208
2209         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2210                 ip = &idt[x];
2211                 if (ip->gd_type != SDT_SYS386IGT &&
2212                     ip->gd_type != SDT_SYS386TGT)
2213                         continue;
2214                 off = ip->gd_looffset + (((u_int)ip->gd_hioffset) << 16);
2215                 KASSERT(off >= (uintptr_t)start_exceptions &&
2216                     off < (uintptr_t)end_exceptions,
2217                     ("IDT[%d] type %d off %#x", x, ip->gd_type, off));
2218                 off += setidt_disp;
2219                 MPASS(off >= PMAP_TRM_MIN_ADDRESS &&
2220                     off < PMAP_TRM_MAX_ADDRESS);
2221                 ip->gd_looffset = off;
2222                 ip->gd_hioffset = off >> 16;
2223         }
2224 }
2225
2226 static void
2227 i386_setidt1(void)
2228 {
2229         int x;
2230
2231         /* exceptions */
2232         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2233                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2234                     GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2235         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2236             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2237         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2238             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2239         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2240             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2241         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt), SDT_SYS386IGT, SEL_UPL,
2242             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2243         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl), SDT_SYS386IGT, SEL_UPL,
2244             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2245         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2246             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2247         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2248             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2249         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2250             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2251         setidt(IDT_DF, 0, SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL,
2252             SEL_KPL));
2253         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm), SDT_SYS386IGT,
2254             SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2255         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2256             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2257         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2258             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2259         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2260             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2261         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2262             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2263         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2264             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2265         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2266             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2267         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2268             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2269         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2270             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2271         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2272             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2273         setidt(IDT_SYSCALL, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2274             SDT_SYS386IGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2275 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2276         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret),
2277             SDT_SYS386IGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2278 #endif
2279 #ifdef XENHVM
2280         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall),
2281             SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2282 #endif
2283 }
2284
2285 static void
2286 i386_setidt2(void)
2287 {
2288
2289         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2290             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2291         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2292             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2293 }
2294
2295 #if defined(DEV_ISA) && !defined(DEV_ATPIC)
2296 static void
2297 i386_setidt3(void)
2298 {
2299
2300         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint),
2301             SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2302         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint),
2303             SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2304 }
2305 #endif
2306
2307 register_t
2308 init386(int first)
2309 {
2310         struct region_descriptor r_gdt, r_idt;  /* table descriptors */
2311         int gsel_tss, metadata_missing, x, pa;
2312         struct pcpu *pc;
2313         struct xstate_hdr *xhdr;
2314         caddr_t kmdp;
2315         vm_offset_t addend;
2316         size_t ucode_len;
2317         int late_console;
2318
2319         thread0.td_kstack = proc0kstack;
2320         thread0.td_kstack_pages = TD0_KSTACK_PAGES;
2321
2322         /*
2323          * This may be done better later if it gets more high level
2324          * components in it. If so just link td->td_proc here.
2325          */
2326         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
2327
2328         if (bootinfo.bi_modulep) {
2329                 metadata_missing = 0;
2330                 addend = (vm_paddr_t)bootinfo.bi_modulep < KERNBASE ?
2331                     PMAP_MAP_LOW : 0;
2332                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + addend;
2333                 preload_bootstrap_relocate(addend);
2334         } else {
2335                 metadata_missing = 1;
2336         }
2337
2338         if (bootinfo.bi_envp != 0) {
2339                 addend = (vm_paddr_t)bootinfo.bi_envp < KERNBASE ?
2340                     PMAP_MAP_LOW : 0;
2341                 init_static_kenv((char *)bootinfo.bi_envp + addend, 0);
2342         } else {
2343                 init_static_kenv(NULL, 0);
2344         }
2345
2346         /*
2347          * Re-evaluate CPU features if we loaded a microcode update.
2348          */
2349         ucode_len = ucode_load_bsp(first);
2350         if (ucode_len != 0) {
2351                 identify_cpu();
2352                 first = roundup2(first + ucode_len, PAGE_SIZE);
2353         }
2354
2355         identify_hypervisor();
2356
2357         /* Init basic tunables, hz etc */
2358         init_param1();
2359
2360         /*
2361          * Make gdt memory segments.  All segments cover the full 4GB
2362          * of address space and permissions are enforced at page level.
2363          */
2364         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2365         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2366         gdt_segs[GUCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2367         gdt_segs[GUDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2368         gdt_segs[GUFS_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2369         gdt_segs[GUGS_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2370
2371         pc = &__pcpu[0];
2372         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2373         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int)pc;
2374         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (int)&common_tss0;
2375
2376         for (x = 0; x < NGDT; x++)
2377                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt0[x].sd);
2378
2379         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt0[0]) - 1;
2380         r_gdt.rd_base =  (int)gdt0;
2381         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_SPIN);
2382         lgdt(&r_gdt);
2383
2384         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
2385         for (pa = first; pa < first + DPCPU_SIZE; pa += PAGE_SIZE)
2386                 pmap_kenter(pa, pa);
2387         dpcpu_init((void *)first, 0);
2388         first += DPCPU_SIZE;
2389         PCPU_SET(prvspace, pc);
2390         PCPU_SET(curthread, &thread0);
2391         /* Non-late cninit() and printf() can be moved up to here. */
2392
2393         /*
2394          * Initialize mutexes.
2395          *
2396          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
2397          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
2398          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
2399          *           under witness.
2400          */
2401         mutex_init();
2402         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS | MTX_NOPROFILE);
2403
2404         i386_setidt1();
2405
2406         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2407         r_idt.rd_base = (int) idt;
2408         lidt(&r_idt);
2409
2410         /*
2411          * Initialize the clock before the console so that console
2412          * initialization can use DELAY().
2413          */
2414         clock_init();
2415
2416         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2417         i386_setidt2();
2418         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2419         initializecpucache();
2420
2421         /* pointer to selector slot for %fs/%gs */
2422         PCPU_SET(fsgs_gdt, &gdt[GUFS_SEL].sd);
2423
2424         /* Initialize the tss (except for the final esp0) early for vm86. */
2425         common_tss0.tss_esp0 = thread0.td_kstack + thread0.td_kstack_pages *
2426             PAGE_SIZE - VM86_STACK_SPACE;
2427         common_tss0.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2428         common_tss0.tss_ioopt = sizeof(struct i386tss) << 16;
2429         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2430         PCPU_SET(tss_gdt, &gdt[GPROC0_SEL].sd);
2431         PCPU_SET(common_tssd, *PCPU_GET(tss_gdt));
2432         ltr(gsel_tss);
2433
2434         /* Initialize the PIC early for vm86 calls. */
2435 #ifdef DEV_ISA
2436 #ifdef DEV_ATPIC
2437         elcr_probe();
2438         atpic_startup();
2439 #else
2440         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
2441         atpic_reset();
2442
2443         /*
2444          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
2445          * interrupt handler.
2446          */
2447         i386_setidt3();
2448 #endif
2449 #endif
2450
2451         /*
2452          * The console and kdb should be initialized even earlier than here,
2453          * but some console drivers don't work until after getmemsize().
2454          * Default to late console initialization to support these drivers.
2455          * This loses mainly printf()s in getmemsize() and early debugging.
2456          */
2457         late_console = 1;
2458         TUNABLE_INT_FETCH("debug.late_console", &late_console);
2459         if (!late_console) {
2460                 cninit();
2461                 i386_kdb_init();
2462         }
2463
2464         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2465         link_elf_ireloc(kmdp);
2466
2467         vm86_initialize();
2468         getmemsize(first);
2469         init_param2(physmem);
2470
2471         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2472
2473         if (late_console)
2474                 cninit();
2475
2476         if (metadata_missing)
2477                 printf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2478
2479         if (late_console)
2480                 i386_kdb_init();
2481
2482         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
2483         npxinit(true);
2484         /*
2485          * Set up thread0 pcb after npxinit calculated pcb + fpu save
2486          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2487          * area.
2488          */
2489         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2490         thread0.td_pcb->pcb_save = get_pcb_user_save_td(&thread0);
2491         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2492         if (use_xsave) {
2493                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2494                     1);
2495                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2496         }
2497         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2498         /* Move esp0 in the tss to its final place. */
2499         /* Note: -16 is so we can grow the trapframe if we came from vm86 */
2500         common_tss0.tss_esp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb - VM86_STACK_SPACE;
2501         PCPU_SET(kesp0, common_tss0.tss_esp0);
2502         gdt[GPROC0_SEL].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;     /* clear busy bit */
2503         ltr(gsel_tss);
2504
2505         /* transfer to user mode */
2506
2507         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2508         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2509
2510         /* setup proc 0's pcb */
2511         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2512 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
2513         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePDPT;
2514 #else
2515         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD;
2516 #endif
2517         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2518         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2519
2520         cpu_probe_amdc1e();
2521
2522 #ifdef FDT
2523         x86_init_fdt();
2524 #endif
2525
2526         /* Location of kernel stack for locore */
2527         return ((register_t)thread0.td_pcb);
2528 }
2529
2530 static void
2531 machdep_init_trampoline(void)
2532 {
2533         struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
2534         struct i386tss *tss;
2535         char *copyout_buf, *trampoline, *tramp_stack_base;
2536         int x;
2537
2538         gdt = pmap_trm_alloc(sizeof(union descriptor) * NGDT * mp_ncpus,
2539             M_NOWAIT | M_ZERO);
2540         bcopy(gdt0, gdt, sizeof(union descriptor) * NGDT);
2541         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2542         r_gdt.rd_base = (int)gdt;
2543         lgdt(&r_gdt);
2544
2545         tss = pmap_trm_alloc(sizeof(struct i386tss) * mp_ncpus,
2546             M_NOWAIT | M_ZERO);
2547         bcopy(&common_tss0, tss, sizeof(struct i386tss));
2548         gdt[GPROC0_SEL].sd.sd_lobase = (int)tss;
2549         gdt[GPROC0_SEL].sd.sd_hibase = (u_int)tss >> 24;
2550         gdt[GPROC0_SEL].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;
2551
2552         PCPU_SET(fsgs_gdt, &gdt[GUFS_SEL].sd);
2553         PCPU_SET(tss_gdt, &gdt[GPROC0_SEL].sd);
2554         PCPU_SET(common_tssd, *PCPU_GET(tss_gdt));
2555         PCPU_SET(common_tssp, tss);
2556         ltr(GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL));
2557
2558         trampoline = pmap_trm_alloc(end_exceptions - start_exceptions,
2559             M_NOWAIT);
2560         bcopy(start_exceptions, trampoline, end_exceptions - start_exceptions);
2561         tramp_stack_base = pmap_trm_alloc(TRAMP_STACK_SZ, M_NOWAIT);
2562         PCPU_SET(trampstk, (uintptr_t)tramp_stack_base + TRAMP_STACK_SZ -
2563             VM86_STACK_SPACE);
2564         tss[0].tss_esp0 = PCPU_GET(trampstk);
2565
2566         idt = pmap_trm_alloc(sizeof(idt0), M_NOWAIT | M_ZERO);
2567         bcopy(idt0, idt, sizeof(idt0));
2568
2569         /* Re-initialize new IDT since the handlers were relocated */
2570         setidt_disp = trampoline - start_exceptions;
2571         fixup_idt();
2572
2573         r_idt.rd_limit = sizeof(struct gate_descriptor) * NIDT - 1;
2574         r_idt.rd_base = (int)idt;
2575         lidt(&r_idt);
2576
2577         /* dblfault TSS */
2578         dblfault_tss = pmap_trm_alloc(sizeof(struct i386tss), M_NOWAIT | M_ZERO);
2579         dblfault_stack = pmap_trm_alloc(PAGE_SIZE, M_NOWAIT);
2580         dblfault_tss->tss_esp = dblfault_tss->tss_esp0 =
2581             dblfault_tss->tss_esp1 = dblfault_tss->tss_esp2 =
2582             (int)dblfault_stack + PAGE_SIZE;
2583         dblfault_tss->tss_ss = dblfault_tss->tss_ss0 = dblfault_tss->tss_ss1 =
2584             dblfault_tss->tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2585 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
2586         dblfault_tss->tss_cr3 = (int)IdlePDPT;
2587 #else
2588         dblfault_tss->tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2589 #endif
2590         dblfault_tss->tss_eip = (int)dblfault_handler;
2591         dblfault_tss->tss_eflags = PSL_KERNEL;
2592         dblfault_tss->tss_ds = dblfault_tss->tss_es =
2593             dblfault_tss->tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2594         dblfault_tss->tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2595         dblfault_tss->tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2596         dblfault_tss->tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2597         gdt[GPANIC_SEL].sd.sd_lobase = (int)dblfault_tss;
2598         gdt[GPANIC_SEL].sd.sd_hibase = (u_int)dblfault_tss >> 24;
2599
2600         /* make ldt memory segments */
2601         ldt = pmap_trm_alloc(sizeof(union descriptor) * NLDT,
2602             M_NOWAIT | M_ZERO);
2603         gdt[GLDT_SEL].sd.sd_lobase = (int)ldt;
2604         gdt[GLDT_SEL].sd.sd_hibase = (u_int)ldt >> 24;
2605         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2606         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2607         for (x = 0; x < nitems(ldt_segs); x++)
2608                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2609
2610         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2611         lldt(_default_ldt);
2612         PCPU_SET(currentldt, _default_ldt);
2613
2614         copyout_buf = pmap_trm_alloc(TRAMP_COPYOUT_SZ, M_NOWAIT);
2615         PCPU_SET(copyout_buf, copyout_buf);
2616         copyout_init_tramp();
2617 }
2618 SYSINIT(vm_mem, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, machdep_init_trampoline, NULL);
2619
2620 #ifdef COMPAT_43
2621 static void
2622 i386_setup_lcall_gate(void)
2623 {
2624         struct sysentvec *sv;
2625         struct user_segment_descriptor desc;
2626         u_int lcall_addr;
2627
2628         sv = &elf32_freebsd_sysvec;
2629         lcall_addr = (uintptr_t)sv->sv_psstrings - sz_lcall_tramp;
2630
2631         bzero(&desc, sizeof(desc));
2632         desc.sd_type = SDT_MEMERA;
2633         desc.sd_dpl = SEL_UPL;
2634         desc.sd_p = 1;
2635         desc.sd_def32 = 1;
2636         desc.sd_gran = 1;
2637         desc.sd_lolimit = 0xffff;
2638         desc.sd_hilimit = 0xf;
2639         desc.sd_lobase = lcall_addr;
2640         desc.sd_hibase = lcall_addr >> 24;
2641         bcopy(&desc, &ldt[LSYS5CALLS_SEL], sizeof(desc));
2642 }
2643 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY, i386_setup_lcall_gate, NULL);
2644 #endif
2645
2646 void
2647 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2648 {
2649
2650         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2651 }
2652
2653 static int
2654 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2655 {
2656         struct bios_smap *smapbase;
2657         struct bios_smap_xattr smap;
2658         caddr_t kmdp;
2659         uint32_t *smapattr;
2660         int count, error, i;
2661
2662         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2663         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2664         if (kmdp == NULL)
2665                 kmdp = preload_search_by_type("elf32 kernel");
2666         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2667             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2668         if (smapbase == NULL)
2669                 return (0);
2670         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2671             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2672         count = *((u_int32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2673         error = 0;
2674         for (i = 0; i < count; i++) {
2675                 smap.base = smapbase[i].base;
2676                 smap.length = smapbase[i].length;
2677                 smap.type = smapbase[i].type;
2678                 if (smapattr != NULL)
2679                         smap.xattr = smapattr[i];
2680                 else
2681                         smap.xattr = 0;
2682                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2683         }
2684         return (error);
2685 }
2686 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2687     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2688
2689 void
2690 spinlock_enter(void)
2691 {
2692         struct thread *td;
2693         register_t flags;
2694
2695         td = curthread;
2696         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2697                 flags = intr_disable();
2698                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2699                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2700         } else
2701                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2702         critical_enter();
2703 }
2704
2705 void
2706 spinlock_exit(void)
2707 {
2708         struct thread *td;
2709         register_t flags;
2710
2711         td = curthread;
2712         critical_exit();
2713         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2714         td->td_md.md_spinlock_count--;
2715         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2716                 intr_restore(flags);
2717 }
2718
2719 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2720 static void f00f_hack(void *unused);
2721 SYSINIT(f00f_hack, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, f00f_hack, NULL);
2722
2723 static void
2724 f00f_hack(void *unused)
2725 {
2726         struct region_descriptor r_idt;
2727         struct gate_descriptor *new_idt;
2728         vm_offset_t tmp;
2729
2730         if (!has_f00f_bug)
2731                 return;
2732
2733         GIANT_REQUIRED;
2734
2735         printf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2736
2737         tmp = (vm_offset_t)pmap_trm_alloc(PAGE_SIZE * 3, M_NOWAIT | M_ZERO);
2738         if (tmp == 0)
2739                 panic("kmem_malloc returned 0");
2740         tmp = round_page(tmp);
2741
2742         /* Put the problematic entry (#6) at the end of the lower page. */
2743         new_idt = (struct gate_descriptor *)
2744             (tmp + PAGE_SIZE - 7 * sizeof(struct gate_descriptor));
2745         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2746         r_idt.rd_base = (u_int)new_idt;
2747         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2748         lidt(&r_idt);
2749         /* SMP machines do not need the F00F hack. */
2750         idt = new_idt;
2751         pmap_protect(kernel_pmap, tmp, tmp + PAGE_SIZE, VM_PROT_READ);
2752 }
2753 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2754
2755 /*
2756  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2757  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2758  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2759  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2760  * enough for a backtrace.
2761  */
2762 void
2763 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2764 {
2765
2766         pcb->pcb_edi = tf->tf_edi;
2767         pcb->pcb_esi = tf->tf_esi;
2768         pcb->pcb_ebp = tf->tf_ebp;
2769         pcb->pcb_ebx = tf->tf_ebx;
2770         pcb->pcb_eip = tf->tf_eip;
2771         pcb->pcb_esp = (ISPL(tf->tf_cs)) ? tf->tf_esp : (int)(tf + 1) - 8;
2772         pcb->pcb_gs = rgs();
2773 }
2774
2775 int
2776 ptrace_set_pc(struct thread *td, u_long addr)
2777 {
2778
2779         td->td_frame->tf_eip = addr;
2780         return (0);
2781 }
2782
2783 int
2784 ptrace_single_step(struct thread *td)
2785 {
2786
2787         PROC_LOCK_ASSERT(td->td_proc, MA_OWNED);
2788         if ((td->td_frame->tf_eflags & PSL_T) == 0) {
2789                 td->td_frame->tf_eflags |= PSL_T;
2790                 td->td_dbgflags |= TDB_STEP;
2791         }
2792         return (0);
2793 }
2794
2795 int
2796 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2797 {
2798
2799         PROC_LOCK_ASSERT(td->td_proc, MA_OWNED);
2800         td->td_frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
2801         td->td_dbgflags &= ~TDB_STEP;
2802         return (0);
2803 }
2804
2805 int
2806 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2807 {
2808         struct pcb *pcb;
2809         struct trapframe *tp;
2810
2811         tp = td->td_frame;
2812         pcb = td->td_pcb;
2813         regs->r_gs = pcb->pcb_gs;
2814         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2815 }
2816
2817 int
2818 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2819 {
2820         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2821         regs->r_es = tp->tf_es;
2822         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2823         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2824         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2825         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2826         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2827         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2828         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2829         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2830         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2831         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2832         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2833         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2834         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2835         return (0);
2836 }
2837
2838 int
2839 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2840 {
2841         struct pcb *pcb;
2842         struct trapframe *tp;
2843
2844         tp = td->td_frame;
2845         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2846             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2847                 return (EINVAL);
2848         pcb = td->td_pcb;
2849         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2850         tp->tf_es = regs->r_es;
2851         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2852         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2853         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2854         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2855         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2856         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2857         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2858         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2859         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2860         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2861         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2862         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2863         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2864         pcb->pcb_gs = regs->r_gs;
2865         return (0);
2866 }
2867
2868 int
2869 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2870 {
2871
2872         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2873             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2874             ("not suspended thread %p", td));
2875         npxgetregs(td);
2876         if (cpu_fxsr)
2877                 npx_fill_fpregs_xmm(&get_pcb_user_save_td(td)->sv_xmm,
2878                     (struct save87 *)fpregs);
2879         else
2880                 bcopy(&get_pcb_user_save_td(td)->sv_87, fpregs,
2881                     sizeof(*fpregs));
2882         return (0);
2883 }
2884
2885 int
2886 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2887 {
2888
2889         critical_enter();
2890         if (cpu_fxsr)
2891                 npx_set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2892                     &get_pcb_user_save_td(td)->sv_xmm);
2893         else
2894                 bcopy(fpregs, &get_pcb_user_save_td(td)->sv_87,
2895                     sizeof(*fpregs));
2896         npxuserinited(td);
2897         critical_exit();
2898         return (0);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Get machine context.
2903  */
2904 int
2905 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2906 {
2907         struct trapframe *tp;
2908         struct segment_descriptor *sdp;
2909
2910         tp = td->td_frame;
2911
2912         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2913         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_esp);
2914         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2915         mcp->mc_gs = td->td_pcb->pcb_gs;
2916         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2917         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2918         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2919         mcp->mc_edi = tp->tf_edi;
2920         mcp->mc_esi = tp->tf_esi;
2921         mcp->mc_ebp = tp->tf_ebp;
2922         mcp->mc_isp = tp->tf_isp;
2923         mcp->mc_eflags = tp->tf_eflags;
2924         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2925                 mcp->mc_eax = 0;
2926                 mcp->mc_edx = 0;
2927                 mcp->mc_eflags &= ~PSL_C;
2928         } else {
2929                 mcp->mc_eax = tp->tf_eax;
2930                 mcp->mc_edx = tp->tf_edx;
2931         }
2932         mcp->mc_ebx = tp->tf_ebx;
2933         mcp->mc_ecx = tp->tf_ecx;
2934         mcp->mc_eip = tp->tf_eip;
2935         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2936         mcp->mc_esp = tp->tf_esp;
2937         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2938         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2939         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2940         sdp = &td->td_pcb->pcb_fsd;
2941         mcp->mc_fsbase = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
2942         sdp = &td->td_pcb->pcb_gsd;
2943         mcp->mc_gsbase = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
2944         mcp->mc_flags = 0;
2945         mcp->mc_xfpustate = 0;
2946         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2947         bzero(mcp->mc_spare2, sizeof(mcp->mc_spare2));
2948         return (0);
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Set machine context.
2953  *
2954  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2955  * touch the cs selector.
2956  */
2957 int
2958 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2959 {
2960         struct trapframe *tp;
2961         char *xfpustate;
2962         int eflags, ret;
2963
2964         tp = td->td_frame;
2965         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2966             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2967                 return (EINVAL);
2968         eflags = (mcp->mc_eflags & PSL_USERCHANGE) |
2969             (tp->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE);
2970         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2971                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2972                     sizeof(union savefpu))
2973                         return (EINVAL);
2974                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2975                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2976                     mcp->mc_xfpustate_len);
2977                 if (ret != 0)
2978                         return (ret);
2979         } else
2980                 xfpustate = NULL;
2981         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2982         if (ret != 0)
2983                 return (ret);
2984         tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2985         tp->tf_es = mcp->mc_es;
2986         tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2987         tp->tf_edi = mcp->mc_edi;
2988         tp->tf_esi = mcp->mc_esi;
2989         tp->tf_ebp = mcp->mc_ebp;
2990         tp->tf_ebx = mcp->mc_ebx;
2991         tp->tf_edx = mcp->mc_edx;
2992         tp->tf_ecx = mcp->mc_ecx;
2993         tp->tf_eax = mcp->mc_eax;
2994         tp->tf_eip = mcp->mc_eip;
2995         tp->tf_eflags = eflags;
2996         tp->tf_esp = mcp->mc_esp;
2997         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2998         td->td_pcb->pcb_gs = mcp->mc_gs;
2999         return (0);
3000 }
3001
3002 static void
3003 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
3004     size_t xfpusave_len)
3005 {
3006         size_t max_len, len;
3007
3008         mcp->mc_ownedfp = npxgetregs(td);
3009         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
3010             sizeof(mcp->mc_fpstate));
3011         mcp->mc_fpformat = npxformat();
3012         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
3013                 return;
3014         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(union savefpu);
3015         len = xfpusave_len;
3016         if (len > max_len) {
3017                 len = max_len;
3018                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
3019         }
3020         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
3021         mcp->mc_xfpustate_len = len;
3022         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
3023 }
3024
3025 static int
3026 set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
3027     size_t xfpustate_len)
3028 {
3029         int error;
3030
3031         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
3032                 return (0);
3033         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_387 &&
3034             mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
3035                 return (EINVAL);
3036         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
3037                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
3038                 fpstate_drop(td);
3039                 error = 0;
3040         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
3041             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
3042                 error = npxsetregs(td, (union savefpu *)&mcp->mc_fpstate,
3043                     xfpustate, xfpustate_len);
3044         } else
3045                 return (EINVAL);
3046         return (error);
3047 }
3048
3049 static void
3050 fpstate_drop(struct thread *td)
3051 {
3052
3053         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
3054         critical_enter();
3055         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
3056                 npxdrop();
3057         /*
3058          * XXX force a full drop of the npx.  The above only drops it if we
3059          * owned it.  npxgetregs() has the same bug in the !cpu_fxsr case.
3060          *
3061          * XXX I don't much like npxgetregs()'s semantics of doing a full
3062          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
3063          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
3064          * sendsig() is the only caller of npxgetregs()... perhaps we just
3065          * have too many layers.
3066          */
3067         curthread->td_pcb->pcb_flags &= ~(PCB_NPXINITDONE |
3068             PCB_NPXUSERINITDONE);
3069         critical_exit();
3070 }
3071
3072 int
3073 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
3074 {
3075         struct pcb *pcb;
3076
3077         if (td == NULL) {
3078                 dbregs->dr[0] = rdr0();
3079                 dbregs->dr[1] = rdr1();
3080                 dbregs->dr[2] = rdr2();
3081                 dbregs->dr[3] = rdr3();
3082                 dbregs->dr[6] = rdr6();
3083                 dbregs->dr[7] = rdr7();
3084         } else {
3085                 pcb = td->td_pcb;
3086                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
3087                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
3088                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
3089                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
3090                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
3091                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
3092         }
3093         dbregs->dr[4] = 0;
3094         dbregs->dr[5] = 0;
3095         return (0);
3096 }
3097
3098 int
3099 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
3100 {
3101         struct pcb *pcb;
3102         int i;
3103
3104         if (td == NULL) {
3105                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
3106                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
3107                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
3108                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
3109                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
3110                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
3111         } else {
3112                 /*
3113                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
3114                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
3115                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
3116                  * TRCTRAP.
3117                  */
3118                 for (i = 0; i < 4; i++) {
3119                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
3120                                 return (EINVAL);
3121                         if (DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
3122                                 return (EINVAL);
3123                 }
3124
3125                 pcb = td->td_pcb;
3126
3127                 /*
3128                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
3129                  * process's address space.  If a process could do this, it
3130                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
3131                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
3132                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
3133                  * process's address space.
3134                  *
3135                  * XXX - what about when the watched area of the user's
3136                  * address space is written into from within the kernel
3137                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
3138                  * from within kernel mode?
3139                  */
3140
3141                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
3142                         /* dr0 is enabled */
3143                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3144                                 return (EINVAL);
3145                 }
3146
3147                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
3148                         /* dr1 is enabled */
3149                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3150                                 return (EINVAL);
3151                 }
3152
3153                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
3154                         /* dr2 is enabled */
3155                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3156                                 return (EINVAL);
3157                 }
3158
3159                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
3160                         /* dr3 is enabled */
3161                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3162                                 return (EINVAL);
3163                 }
3164
3165                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
3166                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
3167                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
3168                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
3169                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
3170                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
3171
3172                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
3173         }
3174
3175         return (0);
3176 }
3177
3178 /*
3179  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
3180  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
3181  */
3182 int
3183 user_dbreg_trap(register_t dr6)
3184 {
3185         u_int32_t dr7;
3186         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
3187         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
3188         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
3189         int i;
3190
3191         bp = dr6 & DBREG_DR6_BMASK;
3192         if (bp == 0) {
3193                 /*
3194                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
3195                  * trap was not caused by any of the debug registers
3196                  */
3197                 return 0;
3198         }
3199
3200         dr7 = rdr7();
3201         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
3202                 /*
3203                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
3204                  * thus the trap couldn't have been caused by the
3205                  * hardware debug registers
3206                  */
3207                 return 0;
3208         }
3209
3210         nbp = 0;
3211
3212         /*
3213          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
3214          * which ones and if any of them are user space addresses
3215          */
3216
3217         if (bp & 0x01) {
3218                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
3219         }
3220         if (bp & 0x02) {
3221                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
3222         }
3223         if (bp & 0x04) {
3224                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
3225         }
3226         if (bp & 0x08) {
3227                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
3228         }
3229
3230         for (i = 0; i < nbp; i++) {
3231                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3232                         /*
3233                          * addr[i] is in user space
3234                          */
3235                         return nbp;
3236                 }
3237         }
3238
3239         /*
3240          * None of the breakpoints are in user space.
3241          */
3242         return 0;
3243 }
3244
3245 #ifdef KDB
3246
3247 /*
3248  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
3249  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
3250  */
3251
3252 /* silence compiler warnings */
3253 u_char inb_(u_short);
3254 void outb_(u_short, u_char);
3255
3256 u_char
3257 inb_(u_short port)
3258 {
3259         return inb(port);
3260 }
3261
3262 void
3263 outb_(u_short port, u_char data)
3264 {
3265         outb(port, data);
3266 }
3267
3268 #endif /* KDB */