sys/i386/i386/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   3  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  38  */
  39
  40 #include <sys/cdefs.h>
  41 __FBSDID("$FreeBSD$");
  42
  43 #include "opt_apic.h"
  44 #include "opt_atpic.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_isa.h"
  50 #include "opt_kstack_pages.h"
  51 #include "opt_maxmem.h"
  52 #include "opt_mp_watchdog.h"
  53 #include "opt_perfmon.h"
  54 #include "opt_platform.h"
  55 #include "opt_xbox.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/bio.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/bus.h>
  63 #include <sys/callout.h>
  64 #include <sys/cons.h>
  65 #include <sys/cpu.h>
  66 #include <sys/eventhandler.h>
  67 #include <sys/exec.h>
  68 #include <sys/imgact.h>
  69 #include <sys/kdb.h>
  70 #include <sys/kernel.h>
  71 #include <sys/ktr.h>
  72 #include <sys/linker.h>
  73 #include <sys/lock.h>
  74 #include <sys/malloc.h>
  75 #include <sys/memrange.h>
  76 #include <sys/msgbuf.h>
  77 #include <sys/mutex.h>
  78 #include <sys/pcpu.h>
  79 #include <sys/ptrace.h>
  80 #include <sys/reboot.h>
  81 #include <sys/rwlock.h>
  82 #include <sys/sched.h>
  83 #include <sys/signalvar.h>
  84 #ifdef SMP
  85 #include <sys/smp.h>
  86 #endif
  87 #include <sys/syscallsubr.h>
  88 #include <sys/sysctl.h>
  89 #include <sys/sysent.h>
  90 #include <sys/sysproto.h>
  91 #include <sys/ucontext.h>
  92 #include <sys/vmmeter.h>
  93
  94 #include <vm/vm.h>
  95 #include <vm/vm_extern.h>
  96 #include <vm/vm_kern.h>
  97 #include <vm/vm_page.h>
  98 #include <vm/vm_map.h>
  99 #include <vm/vm_object.h>
 100 #include <vm/vm_pager.h>
 101 #include <vm/vm_param.h>
 102
 103 #ifdef DDB
 104 #ifndef KDB
 105 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 106 #endif
 107 #include <ddb/ddb.h>
 108 #include <ddb/db_sym.h>
 109 #endif
 110
 111 #ifdef PC98
 112 #include <pc98/pc98/pc98_machdep.h>
 113 #else
 114 #include <isa/rtc.h>
 115 #endif
 116
 117 #include <net/netisr.h>
 118
 119 #include <machine/bootinfo.h>
 120 #include <machine/clock.h>
 121 #include <machine/cpu.h>
 122 #include <machine/cputypes.h>
 123 #include <machine/intr_machdep.h>
 124 #include <x86/mca.h>
 125 #include <machine/md_var.h>
 126 #include <machine/metadata.h>
 127 #include <machine/mp_watchdog.h>
 128 #include <machine/pc/bios.h>
 129 #include <machine/pcb.h>
 130 #include <machine/pcb_ext.h>
 131 #include <machine/proc.h>
 132 #include <machine/reg.h>
 133 #include <machine/sigframe.h>
 134 #include <machine/specialreg.h>
 135 #include <machine/vm86.h>
 136 #include <x86/init.h>
 137 #ifdef PERFMON
 138 #include <machine/perfmon.h>
 139 #endif
 140 #ifdef SMP
 141 #include <machine/smp.h>
 142 #endif
 143 #ifdef FDT
 144 #include <x86/fdt.h>
 145 #endif
 146
 147 #ifdef DEV_APIC
 148 #include <x86/apicvar.h>
 149 #endif
 150
 151 #ifdef DEV_ISA
 152 #include <x86/isa/icu.h>
 153 #endif
 154
 155 #ifdef XBOX
 156 #include <machine/xbox.h>
 157
 158 int arch_i386_is_xbox = 0;
 159 uint32_t arch_i386_xbox_memsize = 0;
 160 #endif
 161
 162 /* Sanity check for __curthread() */
 163 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 164
 165 extern register_t init386(int first);
 166 extern void dblfault_handler(void);
 167
 168 static void cpu_startup(void *);
 169 static void fpstate_drop(struct thread *td);
 170 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 171     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 172 static int  set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 173     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 174 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 175
 176 /* Intel ICH registers */
 177 #define ICH_PMBASE      0x400
 178 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 179
 180 int     _udatasel, _ucodesel;
 181 u_int   basemem;
 182
 183 #ifdef PC98
 184 int     need_pre_dma_flush;     /* If 1, use wbinvd befor DMA transfer. */
 185 int     need_post_dma_flush;    /* If 1, use invd after DMA transfer. */
 186
 187 static int      ispc98 = 1;
 188 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ispc98, CTLFLAG_RD, &ispc98, 0, "");
 189 #endif
 190
 191 int cold = 1;
 192
 193 #ifdef COMPAT_43
 194 static void osendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *, sigset_t *mask);
 195 #endif
 196 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 197 static void freebsd4_sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *, sigset_t *mask);
 198 #endif
 199
 200 long Maxmem = 0;
 201 long realmem = 0;
 202
 203 #ifdef PAE
 204 FEATURE(pae, "Physical Address Extensions");
 205 #endif
 206
 207 /*
 208  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 209  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 210  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 211  * PHYSSEG entries.
 212  */
 213 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 214
 215 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 216 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 217
 218 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 219 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (nitems(phys_avail) - 2)
 220 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (nitems(dump_avail) - 2)
 221
 222 struct kva_md_info kmi;
 223
 224 static struct trapframe proc0_tf;
 225 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 226
 227 struct mtx icu_lock;
 228
 229 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 230
 231  /* Default init_ops implementation. */
 232  struct init_ops init_ops = {
 233         .early_clock_source_init =      i8254_init,
 234         .early_delay =                  i8254_delay,
 235 #ifdef DEV_APIC
 236         .msi_init =                     msi_init,
 237 #endif
 238  };
 239
 240 static void
 241 cpu_startup(dummy)
 242         void *dummy;
 243 {
 244         uintmax_t memsize;
 245         char *sysenv;
 246
 247 #ifndef PC98
 248         /*
 249          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 250          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 251          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 252          * start the APs.
 253          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 254          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 255          */
 256         sysenv = kern_getenv("smbios.system.product");
 257         if (sysenv != NULL) {
 258                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 259                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 260                     strncmp(sysenv, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 261                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 262                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 263                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 264                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 265                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 266                         if (bootverbose)
 267                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 268                                     "Intel ICH.\n");
 269                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 270                 }
 271                 freeenv(sysenv);
 272         }
 273 #endif /* !PC98 */
 274
 275         /*
 276          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 277          */
 278         startrtclock();
 279         printcpuinfo();
 280         panicifcpuunsupported();
 281 #ifdef PERFMON
 282         perfmon_init();
 283 #endif
 284
 285         /*
 286          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 287          */
 288         memsize = 0;
 289         sysenv = kern_getenv("smbios.memory.enabled");
 290         if (sysenv != NULL) {
 291                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 292                 freeenv(sysenv);
 293         }
 294         if (memsize < ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count))
 295                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 296         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 297         realmem = atop(memsize);
 298
 299         /*
 300          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 301          */
 302         if (bootverbose) {
 303                 int indx;
 304
 305                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 306                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 307                         vm_paddr_t size;
 308
 309                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 310                         printf(
 311                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 312                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 313                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 314                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 315                 }
 316         }
 317
 318         vm_ksubmap_init(&kmi);
 319
 320         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 321             ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count),
 322             ptoa((uintmax_t)vm_cnt.v_free_count) / 1048576);
 323
 324         /*
 325          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 326          */
 327         bufinit();
 328         vm_pager_bufferinit();
 329         cpu_setregs();
 330 }
 331
 332 /*
 333  * Send an interrupt to process.
 334  *
 335  * Stack is set up to allow sigcode stored
 336  * at top to call routine, followed by call
 337  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 338  * resets the signal mask, the stack, and the
 339  * frame pointer, it returns to the user
 340  * specified pc, psl.
 341  */
 342 #ifdef COMPAT_43
 343 static void
 344 osendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 345 {
 346         struct osigframe sf, *fp;
 347         struct proc *p;
 348         struct thread *td;
 349         struct sigacts *psp;
 350         struct trapframe *regs;
 351         int sig;
 352         int oonstack;
 353
 354         td = curthread;
 355         p = td->td_proc;
 356         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 357         sig = ksi->ksi_signo;
 358         psp = p->p_sigacts;
 359         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 360         regs = td->td_frame;
 361         oonstack = sigonstack(regs->tf_esp);
 362
 363         /* Allocate space for the signal handler context. */
 364         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) && !oonstack &&
 365             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 366                 fp = (struct osigframe *)((uintptr_t)td->td_sigstk.ss_sp +
 367                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct osigframe));
 368 #if defined(COMPAT_43)
 369                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 370 #endif
 371         } else
 372                 fp = (struct osigframe *)regs->tf_esp - 1;
 373
 374         /* Build the argument list for the signal handler. */
 375         sf.sf_signum = sig;
 376         sf.sf_scp = (register_t)&fp->sf_siginfo.si_sc;
 377         bzero(&sf.sf_siginfo, sizeof(sf.sf_siginfo));
 378         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 379                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 380                 sf.sf_arg2 = (register_t)&fp->sf_siginfo;
 381                 sf.sf_siginfo.si_signo = sig;
 382                 sf.sf_siginfo.si_code = ksi->ksi_code;
 383                 sf.sf_ahu.sf_action = (__osiginfohandler_t *)catcher;
 384                 sf.sf_addr = 0;
 385         } else {
 386                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 387                 sf.sf_arg2 = ksi->ksi_code;
 388                 sf.sf_addr = (register_t)ksi->ksi_addr;
 389                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 390         }
 391         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 392         PROC_UNLOCK(p);
 393
 394         /* Save most if not all of trap frame. */
 395         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_eax = regs->tf_eax;
 396         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ebx = regs->tf_ebx;
 397         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ecx = regs->tf_ecx;
 398         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_edx = regs->tf_edx;
 399         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_esi = regs->tf_esi;
 400         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_edi = regs->tf_edi;
 401         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_cs = regs->tf_cs;
 402         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ds = regs->tf_ds;
 403         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ss = regs->tf_ss;
 404         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_es = regs->tf_es;
 405         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_fs = regs->tf_fs;
 406         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_gs = rgs();
 407         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_isp = regs->tf_isp;
 408
 409         /* Build the signal context to be used by osigreturn(). */
 410         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 411         SIG2OSIG(*mask, sf.sf_siginfo.si_sc.sc_mask);
 412         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_sp = regs->tf_esp;
 413         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_fp = regs->tf_ebp;
 414         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_pc = regs->tf_eip;
 415         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ps = regs->tf_eflags;
 416         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_trapno = regs->tf_trapno;
 417         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_err = regs->tf_err;
 418
 419         /*
 420          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 421          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 422          * eflags.
 423          */
 424         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 425                 /* XXX confusing names: `tf' isn't a trapframe; `regs' is. */
 426                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 427                 struct vm86_kernel *vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 428
 429                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 430                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 431                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_es = tf->tf_vm86_es;
 432                 sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 433
 434                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 435                         sf.sf_siginfo.si_sc.sc_ps =
 436                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 437                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 438
 439                 /* See sendsig() for comments. */
 440                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 441         }
 442
 443         /*
 444          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 445          */
 446         if (copyout(&sf, fp, sizeof(*fp)) != 0) {
 447                 PROC_LOCK(p);
 448                 sigexit(td, SIGILL);
 449         }
 450
 451         regs->tf_esp = (int)fp;
 452         if (p->p_sysent->sv_sigcode_base != 0) {
 453                 regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_sigcode_base + szsigcode -
 454                     szosigcode;
 455         } else {
 456                 /* a.out sysentvec does not use shared page */
 457                 regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_psstrings - szosigcode;
 458         }
 459         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 460         regs->tf_cs = _ucodesel;
 461         regs->tf_ds = _udatasel;
 462         regs->tf_es = _udatasel;
 463         regs->tf_fs = _udatasel;
 464         load_gs(_udatasel);
 465         regs->tf_ss = _udatasel;
 466         PROC_LOCK(p);
 467         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 468 }
 469 #endif /* COMPAT_43 */
 470
 471 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 472 static void
 473 freebsd4_sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 474 {
 475         struct sigframe4 sf, *sfp;
 476         struct proc *p;
 477         struct thread *td;
 478         struct sigacts *psp;
 479         struct trapframe *regs;
 480         int sig;
 481         int oonstack;
 482
 483         td = curthread;
 484         p = td->td_proc;
 485         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 486         sig = ksi->ksi_signo;
 487         psp = p->p_sigacts;
 488         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 489         regs = td->td_frame;
 490         oonstack = sigonstack(regs->tf_esp);
 491
 492         /* Save user context. */
 493         bzero(&sf, sizeof(sf));
 494         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 495         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 496         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 497             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 498         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 499         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = rgs();
 500         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs, sizeof(*regs));
 501         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpregs,
 502             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpregs));
 503         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.__spare__,
 504             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.__spare__));
 505         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 506
 507         /* Allocate space for the signal handler context. */
 508         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 509             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 510                 sfp = (struct sigframe4 *)((uintptr_t)td->td_sigstk.ss_sp +
 511                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe4));
 512 #if defined(COMPAT_43)
 513                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 514 #endif
 515         } else
 516                 sfp = (struct sigframe4 *)regs->tf_esp - 1;
 517
 518         /* Build the argument list for the signal handler. */
 519         sf.sf_signum = sig;
 520         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 521         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 522         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 523                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 524                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 525                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 526
 527                 /* Fill in POSIX parts */
 528                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 529                 sf.sf_si.si_code = ksi->ksi_code;
 530                 sf.sf_si.si_addr = ksi->ksi_addr;
 531         } else {
 532                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 533                 sf.sf_siginfo = ksi->ksi_code;
 534                 sf.sf_addr = (register_t)ksi->ksi_addr;
 535                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 536         }
 537         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 538         PROC_UNLOCK(p);
 539
 540         /*
 541          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 542          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 543          * eflags.
 544          */
 545         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 546                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 547                 struct vm86_kernel *vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 548
 549                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 550                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 551                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 552                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 553
 554                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 555                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 556                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 557                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 558
 559                 /*
 560                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 561                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 562                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 563                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 564                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 565                  */
 566                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 567         }
 568
 569         /*
 570          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 571          */
 572         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
 573                 PROC_LOCK(p);
 574                 sigexit(td, SIGILL);
 575         }
 576
 577         regs->tf_esp = (int)sfp;
 578         regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_sigcode_base + szsigcode -
 579             szfreebsd4_sigcode;
 580         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 581         regs->tf_cs = _ucodesel;
 582         regs->tf_ds = _udatasel;
 583         regs->tf_es = _udatasel;
 584         regs->tf_fs = _udatasel;
 585         regs->tf_ss = _udatasel;
 586         PROC_LOCK(p);
 587         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 588 }
 589 #endif  /* COMPAT_FREEBSD4 */
 590
 591 void
 592 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 593 {
 594         struct sigframe sf, *sfp;
 595         struct proc *p;
 596         struct thread *td;
 597         struct sigacts *psp;
 598         char *sp;
 599         struct trapframe *regs;
 600         struct segment_descriptor *sdp;
 601         char *xfpusave;
 602         size_t xfpusave_len;
 603         int sig;
 604         int oonstack;
 605
 606         td = curthread;
 607         p = td->td_proc;
 608         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 609         sig = ksi->ksi_signo;
 610         psp = p->p_sigacts;
 611         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 612 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 613         if (SIGISMEMBER(psp->ps_freebsd4, sig)) {
 614                 freebsd4_sendsig(catcher, ksi, mask);
 615                 return;
 616         }
 617 #endif
 618 #ifdef COMPAT_43
 619         if (SIGISMEMBER(psp->ps_osigset, sig)) {
 620                 osendsig(catcher, ksi, mask);
 621                 return;
 622         }
 623 #endif
 624         regs = td->td_frame;
 625         oonstack = sigonstack(regs->tf_esp);
 626
 627         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(union savefpu) && use_xsave) {
 628                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(union savefpu);
 629                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 630         } else {
 631                 xfpusave_len = 0;
 632                 xfpusave = NULL;
 633         }
 634
 635         /* Save user context. */
 636         bzero(&sf, sizeof(sf));
 637         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 638         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 639         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 640             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 641         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 642         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = rgs();
 643         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs, sizeof(*regs));
 644         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 645         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 646         fpstate_drop(td);
 647         /*
 648          * Unconditionally fill the fsbase and gsbase into the mcontext.
 649          */
 650         sdp = &td->td_pcb->pcb_fsd;
 651         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = sdp->sd_hibase << 24 |
 652             sdp->sd_lobase;
 653         sdp = &td->td_pcb->pcb_gsd;
 654         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = sdp->sd_hibase << 24 |
 655             sdp->sd_lobase;
 656         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare2,
 657             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare2));
 658         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 659
 660         /* Allocate space for the signal handler context. */
 661         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 662             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 663                 sp = (char *)td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 664 #if defined(COMPAT_43)
 665                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 666 #endif
 667         } else
 668                 sp = (char *)regs->tf_esp - 128;
 669         if (xfpusave != NULL) {
 670                 sp -= xfpusave_len;
 671                 sp = (char *)((unsigned int)sp & ~0x3F);
 672                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 673         }
 674         sp -= sizeof(struct sigframe);
 675
 676         /* Align to 16 bytes. */
 677         sfp = (struct sigframe *)((unsigned int)sp & ~0xF);
 678
 679         /* Build the argument list for the signal handler. */
 680         sf.sf_signum = sig;
 681         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 682         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 683         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 684                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 685                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 686                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 687
 688                 /* Fill in POSIX parts */
 689                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 690                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 691         } else {
 692                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 693                 sf.sf_siginfo = ksi->ksi_code;
 694                 sf.sf_addr = (register_t)ksi->ksi_addr;
 695                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 696         }
 697         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 698         PROC_UNLOCK(p);
 699
 700         /*
 701          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 702          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 703          * eflags.
 704          */
 705         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 706                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 707                 struct vm86_kernel *vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 708
 709                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 710                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 711                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 712                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 713
 714                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 715                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 716                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 717                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 718
 719                 /*
 720                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 721                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 722                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 723                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 724                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 725                  */
 726                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 727         }
 728
 729         /*
 730          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 731          */
 732         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 733             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 734             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 735             != 0)) {
 736                 PROC_LOCK(p);
 737                 sigexit(td, SIGILL);
 738         }
 739
 740         regs->tf_esp = (int)sfp;
 741         regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 742         if (regs->tf_eip == 0)
 743                 regs->tf_eip = p->p_sysent->sv_psstrings - szsigcode;
 744         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 745         regs->tf_cs = _ucodesel;
 746         regs->tf_ds = _udatasel;
 747         regs->tf_es = _udatasel;
 748         regs->tf_fs = _udatasel;
 749         regs->tf_ss = _udatasel;
 750         PROC_LOCK(p);
 751         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 752 }
 753
 754 /*
 755  * System call to cleanup state after a signal
 756  * has been taken.  Reset signal mask and
 757  * stack state from context left by sendsig (above).
 758  * Return to previous pc and psl as specified by
 759  * context left by sendsig. Check carefully to
 760  * make sure that the user has not modified the
 761  * state to gain improper privileges.
 762  *
 763  * MPSAFE
 764  */
 765 #ifdef COMPAT_43
 766 int
 767 osigreturn(td, uap)
 768         struct thread *td;
 769         struct osigreturn_args /* {
 770                 struct osigcontext *sigcntxp;
 771         } */ *uap;
 772 {
 773         struct osigcontext sc;
 774         struct trapframe *regs;
 775         struct osigcontext *scp;
 776         int eflags, error;
 777         ksiginfo_t ksi;
 778
 779         regs = td->td_frame;
 780         error = copyin(uap->sigcntxp, &sc, sizeof(sc));
 781         if (error != 0)
 782                 return (error);
 783         scp = &sc;
 784         eflags = scp->sc_ps;
 785         if (eflags & PSL_VM) {
 786                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 787                 struct vm86_kernel *vm86;
 788
 789                 /*
 790                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 791                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 792                  */
 793                 if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
 794                         return (EINVAL);
 795                 vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 796                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 797                         return (EINVAL);
 798
 799                 /* Go back to user mode if both flags are set. */
 800                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF)) {
 801                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 802                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 803                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 804                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 805                         trapsignal(td, &ksi);
 806                 }
 807
 808                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 809                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 810                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 811                 } else {
 812                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 813                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 814                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 815                 }
 816                 tf->tf_vm86_ds = scp->sc_ds;
 817                 tf->tf_vm86_es = scp->sc_es;
 818                 tf->tf_vm86_fs = scp->sc_fs;
 819                 tf->tf_vm86_gs = scp->sc_gs;
 820                 tf->tf_ds = _udatasel;
 821                 tf->tf_es = _udatasel;
 822                 tf->tf_fs = _udatasel;
 823         } else {
 824                 /*
 825                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 826                  */
 827                 if (!EFL_SECURE(eflags, regs->tf_eflags)) {
 828                         return (EINVAL);
 829                 }
 830
 831                 /*
 832                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 833                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 834                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 835                  */
 836                 if (!CS_SECURE(scp->sc_cs)) {
 837                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 838                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 839                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 840                         ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 841                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 842                         trapsignal(td, &ksi);
 843                         return (EINVAL);
 844                 }
 845                 regs->tf_ds = scp->sc_ds;
 846                 regs->tf_es = scp->sc_es;
 847                 regs->tf_fs = scp->sc_fs;
 848         }
 849
 850         /* Restore remaining registers. */
 851         regs->tf_eax = scp->sc_eax;
 852         regs->tf_ebx = scp->sc_ebx;
 853         regs->tf_ecx = scp->sc_ecx;
 854         regs->tf_edx = scp->sc_edx;
 855         regs->tf_esi = scp->sc_esi;
 856         regs->tf_edi = scp->sc_edi;
 857         regs->tf_cs = scp->sc_cs;
 858         regs->tf_ss = scp->sc_ss;
 859         regs->tf_isp = scp->sc_isp;
 860         regs->tf_ebp = scp->sc_fp;
 861         regs->tf_esp = scp->sc_sp;
 862         regs->tf_eip = scp->sc_pc;
 863         regs->tf_eflags = eflags;
 864
 865 #if defined(COMPAT_43)
 866         if (scp->sc_onstack & 1)
 867                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 868         else
 869                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 870 #endif
 871         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, (sigset_t *)&scp->sc_mask, NULL,
 872             SIGPROCMASK_OLD);
 873         return (EJUSTRETURN);
 874 }
 875 #endif /* COMPAT_43 */
 876
 877 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 878 /*
 879  * MPSAFE
 880  */
 881 int
 882 freebsd4_sigreturn(td, uap)
 883         struct thread *td;
 884         struct freebsd4_sigreturn_args /* {
 885                 const ucontext4 *sigcntxp;
 886         } */ *uap;
 887 {
 888         struct ucontext4 uc;
 889         struct trapframe *regs;
 890         struct ucontext4 *ucp;
 891         int cs, eflags, error;
 892         ksiginfo_t ksi;
 893
 894         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 895         if (error != 0)
 896                 return (error);
 897         ucp = &uc;
 898         regs = td->td_frame;
 899         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 900         if (eflags & PSL_VM) {
 901                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 902                 struct vm86_kernel *vm86;
 903
 904                 /*
 905                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 906                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 907                  */
 908                 if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
 909                         return (EINVAL);
 910                 vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 911                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 912                         return (EINVAL);
 913
 914                 /* Go back to user mode if both flags are set. */
 915                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF)) {
 916                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 917                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 918                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 919                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 920                         trapsignal(td, &ksi);
 921                 }
 922                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 923                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 924                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 925                 } else {
 926                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 927                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 928                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 929                 }
 930                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, tf, sizeof(struct trapframe));
 931                 tf->tf_eflags = eflags;
 932                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 933                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 934                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 935                 tf->tf_vm86_gs = ucp->uc_mcontext.mc_gs;
 936                 tf->tf_ds = _udatasel;
 937                 tf->tf_es = _udatasel;
 938                 tf->tf_fs = _udatasel;
 939         } else {
 940                 /*
 941                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 942                  */
 943                 if (!EFL_SECURE(eflags, regs->tf_eflags)) {
 944                         uprintf("pid %d (%s): freebsd4_sigreturn eflags = 0x%x\n",
 945                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, eflags);
 946                         return (EINVAL);
 947                 }
 948
 949                 /*
 950                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 951                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 952                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 953                  */
 954                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 955                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 956                         uprintf("pid %d (%s): freebsd4_sigreturn cs = 0x%x\n",
 957                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, cs);
 958                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 959                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 960                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 961                         ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 962                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
 963                         trapsignal(td, &ksi);
 964                         return (EINVAL);
 965                 }
 966
 967                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, regs, sizeof(*regs));
 968         }
 969
 970 #if defined(COMPAT_43)
 971         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 972                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 973         else
 974                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 975 #endif
 976         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 977         return (EJUSTRETURN);
 978 }
 979 #endif  /* COMPAT_FREEBSD4 */
 980
 981 /*
 982  * MPSAFE
 983  */
 984 int
 985 sys_sigreturn(td, uap)
 986         struct thread *td;
 987         struct sigreturn_args /* {
 988                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 989         } */ *uap;
 990 {
 991         ucontext_t uc;
 992         struct proc *p;
 993         struct trapframe *regs;
 994         ucontext_t *ucp;
 995         char *xfpustate;
 996         size_t xfpustate_len;
 997         int cs, eflags, error, ret;
 998         ksiginfo_t ksi;
 999
1000         p = td->td_proc;
1001
1002         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
1003         if (error != 0)
1004                 return (error);
1005         ucp = &uc;
1006         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
1007                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
1008                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
1009                 return (EINVAL);
1010         }
1011         regs = td->td_frame;
1012         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
1013         if (eflags & PSL_VM) {
1014                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
1015                 struct vm86_kernel *vm86;
1016
1017                 /*
1018                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
1019                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
1020                  */
1021                 if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
1022                         return (EINVAL);
1023                 vm86 = &td->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
1024                 if (vm86->vm86_inited == 0)
1025                         return (EINVAL);
1026
1027                 /* Go back to user mode if both flags are set. */
1028                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF)) {
1029                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
1030                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
1031                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
1032                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
1033                         trapsignal(td, &ksi);
1034                 }
1035
1036                 if (vm86->vm86_has_vme) {
1037                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
1038                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
1039                 } else {
1040                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
1041                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
1042                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
1043                 }
1044                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, tf, sizeof(struct trapframe));
1045                 tf->tf_eflags = eflags;
1046                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
1047                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
1048                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
1049                 tf->tf_vm86_gs = ucp->uc_mcontext.mc_gs;
1050                 tf->tf_ds = _udatasel;
1051                 tf->tf_es = _udatasel;
1052                 tf->tf_fs = _udatasel;
1053         } else {
1054                 /*
1055                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
1056                  */
1057                 if (!EFL_SECURE(eflags, regs->tf_eflags)) {
1058                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn eflags = 0x%x\n",
1059                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, eflags);
1060                         return (EINVAL);
1061                 }
1062
1063                 /*
1064                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1065                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1066                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1067                  */
1068                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1069                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1070                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n",
1071                             td->td_proc->p_pid, td->td_name, cs);
1072                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
1073                         ksi.ksi_signo = SIGBUS;
1074                         ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
1075                         ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
1076                         ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_eip;
1077                         trapsignal(td, &ksi);
1078                         return (EINVAL);
1079                 }
1080
1081                 if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
1082                         xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
1083                         if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
1084                             sizeof(union savefpu)) {
1085                                 uprintf(
1086                             "pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
1087                                     p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
1088                                 return (EINVAL);
1089                         }
1090                         xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
1091                         error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
1092                             xfpustate, xfpustate_len);
1093                         if (error != 0) {
1094                                 uprintf(
1095         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
1096                                     p->p_pid, td->td_name);
1097                                 return (error);
1098                         }
1099                 } else {
1100                         xfpustate = NULL;
1101                         xfpustate_len = 0;
1102                 }
1103                 ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate,
1104                     xfpustate_len);
1105                 if (ret != 0)
1106                         return (ret);
1107                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_fs, regs, sizeof(*regs));
1108         }
1109
1110 #if defined(COMPAT_43)
1111         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1112                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1113         else
1114                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1115 #endif
1116
1117         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
1118         return (EJUSTRETURN);
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Reset registers to default values on exec.
1123  */
1124 void
1125 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
1126 {
1127         struct trapframe *regs = td->td_frame;
1128         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1129
1130         /* Reset pc->pcb_gs and %gs before possibly invalidating it. */
1131         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1132         load_gs(_udatasel);
1133
1134         mtx_lock_spin(&dt_lock);
1135         if (td->td_proc->p_md.md_ldt)
1136                 user_ldt_free(td);
1137         else
1138                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
1139
1140         /*
1141          * Reset the fs and gs bases.  The values from the old address
1142          * space do not make sense for the new program.  In particular,
1143          * gsbase might be the TLS base for the old program but the new
1144          * program has no TLS now.
1145          */
1146         set_fsbase(td, 0);
1147         set_gsbase(td, 0);
1148
1149         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1150         regs->tf_eip = imgp->entry_addr;
1151         regs->tf_esp = stack;
1152         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1153         regs->tf_ss = _udatasel;
1154         regs->tf_ds = _udatasel;
1155         regs->tf_es = _udatasel;
1156         regs->tf_fs = _udatasel;
1157         regs->tf_cs = _ucodesel;
1158
1159         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1160         regs->tf_ebx = imgp->ps_strings;
1161
1162         /*
1163          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1164          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1165          */
1166         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1167                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1168                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1169                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1170                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1171                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1172                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1173                 if (pcb == curpcb) {
1174                         /*
1175                          * Clear the debug registers on the running
1176                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1177                          * the next process we switch to.
1178                          */
1179                         reset_dbregs();
1180                 }
1181                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1182         }
1183
1184         pcb->pcb_initial_npxcw = __INITIAL_NPXCW__;
1185
1186         /*
1187          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1188          * clean FP state if it uses the FPU again.
1189          */
1190         fpstate_drop(td);
1191
1192         /*
1193          * XXX - Linux emulator
1194          * Make sure sure edx is 0x0 on entry. Linux binaries depend
1195          * on it.
1196          */
1197         td->td_retval[1] = 0;
1198 }
1199
1200 void
1201 cpu_setregs(void)
1202 {
1203         unsigned int cr0;
1204
1205         cr0 = rcr0();
1206
1207         /*
1208          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are set for NPX (FPU) support:
1209          *
1210          * Prepare to trap all ESC (i.e., NPX) instructions and all WAIT
1211          * instructions.  We must set the CR0_MP bit and use the CR0_TS
1212          * bit to control the trap, because setting the CR0_EM bit does
1213          * not cause WAIT instructions to trap.  It's important to trap
1214          * WAIT instructions - otherwise the "wait" variants of no-wait
1215          * control instructions would degenerate to the "no-wait" variants
1216          * after FP context switches but work correctly otherwise.  It's
1217          * particularly important to trap WAITs when there is no NPX -
1218          * otherwise the "wait" variants would always degenerate.
1219          *
1220          * Try setting CR0_NE to get correct error reporting on 486DX's.
1221          * Setting it should fail or do nothing on lesser processors.
1222          */
1223         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1224         load_cr0(cr0);
1225         load_gs(_udatasel);
1226 }
1227
1228 u_long bootdev;         /* not a struct cdev *- encoding is different */
1229 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1230         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Maybe the Boot device (not in struct cdev *format)");
1231
1232 static char bootmethod[16] = "BIOS";
1233 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1234     "System firmware boot method");
1235
1236 /*
1237  * Initialize 386 and configure to run kernel
1238  */
1239
1240 /*
1241  * Initialize segments & interrupt table
1242  */
1243
1244 int _default_ldt;
1245
1246 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1247 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1248 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1249 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1250 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;  /* table descriptors */
1251 struct mtx dt_lock;                     /* lock for GDT and LDT */
1252
1253 static struct i386tss dblfault_tss;
1254 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1255
1256 extern  vm_offset_t     proc0kstack;
1257
1258
1259 /*
1260  * software prototypes -- in more palatable form.
1261  *
1262  * GCODE_SEL through GUDATA_SEL must be in this order for syscall/sysret
1263  * GUFS_SEL and GUGS_SEL must be in this order (swtch.s knows it)
1264  */
1265 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1266 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1267 {       .ssd_base = 0x0,
1268         .ssd_limit = 0x0,
1269         .ssd_type = 0,
1270         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1271         .ssd_p = 0,
1272         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1273         .ssd_def32 = 0,
1274         .ssd_gran = 0           },
1275 /* GPRIV_SEL    1 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1276 {       .ssd_base = 0x0,
1277         .ssd_limit = 0xfffff,
1278         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1279         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1280         .ssd_p = 1,
1281         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1282         .ssd_def32 = 1,
1283         .ssd_gran = 1           },
1284 /* GUFS_SEL     2 %fs Descriptor for user */
1285 {       .ssd_base = 0x0,
1286         .ssd_limit = 0xfffff,
1287         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1288         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1289         .ssd_p = 1,
1290         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1291         .ssd_def32 = 1,
1292         .ssd_gran = 1           },
1293 /* GUGS_SEL     3 %gs Descriptor for user */
1294 {       .ssd_base = 0x0,
1295         .ssd_limit = 0xfffff,
1296         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1297         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1298         .ssd_p = 1,
1299         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1300         .ssd_def32 = 1,
1301         .ssd_gran = 1           },
1302 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1303 {       .ssd_base = 0x0,
1304         .ssd_limit = 0xfffff,
1305         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1306         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1307         .ssd_p = 1,
1308         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1309         .ssd_def32 = 1,
1310         .ssd_gran = 1           },
1311 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1312 {       .ssd_base = 0x0,
1313         .ssd_limit = 0xfffff,
1314         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1315         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1316         .ssd_p = 1,
1317         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1318         .ssd_def32 = 1,
1319         .ssd_gran = 1           },
1320 /* GUCODE_SEL   6 Code Descriptor for user */
1321 {       .ssd_base = 0x0,
1322         .ssd_limit = 0xfffff,
1323         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1324         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1325         .ssd_p = 1,
1326         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1327         .ssd_def32 = 1,
1328         .ssd_gran = 1           },
1329 /* GUDATA_SEL   7 Data Descriptor for user */
1330 {       .ssd_base = 0x0,
1331         .ssd_limit = 0xfffff,
1332         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1333         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1334         .ssd_p = 1,
1335         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1336         .ssd_def32 = 1,
1337         .ssd_gran = 1           },
1338 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1339 {       .ssd_base = 0x400,
1340         .ssd_limit = 0xfffff,
1341         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1342         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1343         .ssd_p = 1,
1344         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1345         .ssd_def32 = 1,
1346         .ssd_gran = 1           },
1347 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1348 {
1349         .ssd_base = 0x0,
1350         .ssd_limit = sizeof(struct i386tss)-1,
1351         .ssd_type = SDT_SYS386TSS,
1352         .ssd_dpl = 0,
1353         .ssd_p = 1,
1354         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1355         .ssd_def32 = 0,
1356         .ssd_gran = 0           },
1357 /* GLDT_SEL     10 LDT Descriptor */
1358 {       .ssd_base = (int) ldt,
1359         .ssd_limit = sizeof(ldt)-1,
1360         .ssd_type = SDT_SYSLDT,
1361         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1362         .ssd_p = 1,
1363         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1364         .ssd_def32 = 0,
1365         .ssd_gran = 0           },
1366 /* GUSERLDT_SEL 11 User LDT Descriptor per process */
1367 {       .ssd_base = (int) ldt,
1368         .ssd_limit = (512 * sizeof(union descriptor)-1),
1369         .ssd_type = SDT_SYSLDT,
1370         .ssd_dpl = 0,
1371         .ssd_p = 1,
1372         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1373         .ssd_def32 = 0,
1374         .ssd_gran = 0           },
1375 /* GPANIC_SEL   12 Panic Tss Descriptor */
1376 {       .ssd_base = (int) &dblfault_tss,
1377         .ssd_limit = sizeof(struct i386tss)-1,
1378         .ssd_type = SDT_SYS386TSS,
1379         .ssd_dpl = 0,
1380         .ssd_p = 1,
1381         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1382         .ssd_def32 = 0,
1383         .ssd_gran = 0           },
1384 /* GBIOSCODE32_SEL 13 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1385 {       .ssd_base = 0,
1386         .ssd_limit = 0xfffff,
1387         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1388         .ssd_dpl = 0,
1389         .ssd_p = 1,
1390         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1391         .ssd_def32 = 0,
1392         .ssd_gran = 1           },
1393 /* GBIOSCODE16_SEL 14 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1394 {       .ssd_base = 0,
1395         .ssd_limit = 0xfffff,
1396         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1397         .ssd_dpl = 0,
1398         .ssd_p = 1,
1399         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1400         .ssd_def32 = 0,
1401         .ssd_gran = 1           },
1402 /* GBIOSDATA_SEL 15 BIOS 32-bit interface (Data) */
1403 {       .ssd_base = 0,
1404         .ssd_limit = 0xfffff,
1405         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1406         .ssd_dpl = 0,
1407         .ssd_p = 1,
1408         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1409         .ssd_def32 = 1,
1410         .ssd_gran = 1           },
1411 /* GBIOSUTIL_SEL 16 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1412 {       .ssd_base = 0,
1413         .ssd_limit = 0xfffff,
1414         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1415         .ssd_dpl = 0,
1416         .ssd_p = 1,
1417         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1418         .ssd_def32 = 0,
1419         .ssd_gran = 1           },
1420 /* GBIOSARGS_SEL 17 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1421 {       .ssd_base = 0,
1422         .ssd_limit = 0xfffff,
1423         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1424         .ssd_dpl = 0,
1425         .ssd_p = 1,
1426         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1427         .ssd_def32 = 0,
1428         .ssd_gran = 1           },
1429 /* GNDIS_SEL    18 NDIS Descriptor */
1430 {       .ssd_base = 0x0,
1431         .ssd_limit = 0x0,
1432         .ssd_type = 0,
1433         .ssd_dpl = 0,
1434         .ssd_p = 0,
1435         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1436         .ssd_def32 = 0,
1437         .ssd_gran = 0           },
1438 };
1439
1440 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1441         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1442 {       .ssd_base = 0x0,
1443         .ssd_limit = 0x0,
1444         .ssd_type = 0,
1445         .ssd_dpl = 0,
1446         .ssd_p = 0,
1447         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1448         .ssd_def32 = 0,
1449         .ssd_gran = 0           },
1450         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1451 {       .ssd_base = 0x0,
1452         .ssd_limit = 0x0,
1453         .ssd_type = 0,
1454         .ssd_dpl = 0,
1455         .ssd_p = 0,
1456         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1457         .ssd_def32 = 0,
1458         .ssd_gran = 0           },
1459         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1460 {       .ssd_base = 0x0,
1461         .ssd_limit = 0x0,
1462         .ssd_type = 0,
1463         .ssd_dpl = 0,
1464         .ssd_p = 0,
1465         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1466         .ssd_def32 = 0,
1467         .ssd_gran = 0           },
1468         /* Code Descriptor for user */
1469 {       .ssd_base = 0x0,
1470         .ssd_limit = 0xfffff,
1471         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1472         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1473         .ssd_p = 1,
1474         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1475         .ssd_def32 = 1,
1476         .ssd_gran = 1           },
1477         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1478 {       .ssd_base = 0x0,
1479         .ssd_limit = 0x0,
1480         .ssd_type = 0,
1481         .ssd_dpl = 0,
1482         .ssd_p = 0,
1483         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1484         .ssd_def32 = 0,
1485         .ssd_gran = 0           },
1486         /* Data Descriptor for user */
1487 {       .ssd_base = 0x0,
1488         .ssd_limit = 0xfffff,
1489         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1490         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1491         .ssd_p = 1,
1492         .ssd_xx = 0, .ssd_xx1 = 0,
1493         .ssd_def32 = 1,
1494         .ssd_gran = 1           },
1495 };
1496
1497 void
1498 setidt(idx, func, typ, dpl, selec)
1499         int idx;
1500         inthand_t *func;
1501         int typ;
1502         int dpl;
1503         int selec;
1504 {
1505         struct gate_descriptor *ip;
1506
1507         ip = idt + idx;
1508         ip->gd_looffset = (int)func;
1509         ip->gd_selector = selec;
1510         ip->gd_stkcpy = 0;
1511         ip->gd_xx = 0;
1512         ip->gd_type = typ;
1513         ip->gd_dpl = dpl;
1514         ip->gd_p = 1;
1515         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1516 }
1517
1518 extern inthand_t
1519         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1520         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1521         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1522         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1523         IDTVEC(xmm),
1524 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1525         IDTVEC(dtrace_ret),
1526 #endif
1527 #ifdef XENHVM
1528         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1529 #endif
1530         IDTVEC(lcall_syscall), IDTVEC(int0x80_syscall);
1531
1532 #ifdef DDB
1533 /*
1534  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1535  * the default 'rsvd' entry point.
1536  */
1537 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1538 {
1539         struct gate_descriptor *ip;
1540         int idx;
1541         uintptr_t func;
1542
1543         ip = idt;
1544         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1545                 func = (ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1546                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1547                         db_printf("%3d\t", idx);
1548                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1549                         db_printf("\n");
1550                 }
1551                 ip++;
1552         }
1553 }
1554
1555 /* Show privileged registers. */
1556 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1557 {
1558         uint64_t idtr, gdtr;
1559
1560         idtr = ridt();
1561         db_printf("idtr\t0x%08x/%04x\n",
1562             (u_int)(idtr >> 16), (u_int)idtr & 0xffff);
1563         gdtr = rgdt();
1564         db_printf("gdtr\t0x%08x/%04x\n",
1565             (u_int)(gdtr >> 16), (u_int)gdtr & 0xffff);
1566         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", rldt());
1567         db_printf("tr\t0x%04x\n", rtr());
1568         db_printf("cr0\t0x%08x\n", rcr0());
1569         db_printf("cr2\t0x%08x\n", rcr2());
1570         db_printf("cr3\t0x%08x\n", rcr3());
1571         db_printf("cr4\t0x%08x\n", rcr4());
1572         if (rcr4() & CR4_XSAVE)
1573                 db_printf("xcr0\t0x%016llx\n", rxcr(0));
1574         if (amd_feature & (AMDID_NX | AMDID_LM))
1575                 db_printf("EFER\t0x%016llx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1576         if (cpu_feature2 & (CPUID2_VMX | CPUID2_SMX))
1577                 db_printf("FEATURES_CTL\t0x%016llx\n",
1578                     rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1579         if ((cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL ||
1580             cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD) && CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 6)
1581                 db_printf("DEBUG_CTL\t0x%016llx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1582         if (cpu_feature & CPUID_PAT)
1583                 db_printf("PAT\t0x%016llx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1584 }
1585
1586 DB_SHOW_COMMAND(dbregs, db_show_dbregs)
1587 {
1588
1589         db_printf("dr0\t0x%08x\n", rdr0());
1590         db_printf("dr1\t0x%08x\n", rdr1());
1591         db_printf("dr2\t0x%08x\n", rdr2());
1592         db_printf("dr3\t0x%08x\n", rdr3());
1593         db_printf("dr6\t0x%08x\n", rdr6());
1594         db_printf("dr7\t0x%08x\n", rdr7());
1595 }
1596 #endif
1597
1598 void
1599 sdtossd(sd, ssd)
1600         struct segment_descriptor *sd;
1601         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1602 {
1603         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1604         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1605         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1606         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1607         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1608         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1609         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1610 }
1611
1612 #if !defined(PC98)
1613 static int
1614 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1615     int *physmap_idxp)
1616 {
1617         int i, insert_idx, physmap_idx;
1618
1619         physmap_idx = *physmap_idxp;
1620
1621         if (length == 0)
1622                 return (1);
1623
1624 #ifndef PAE
1625         if (base > 0xffffffff) {
1626                 printf("%uK of memory above 4GB ignored\n",
1627                     (u_int)(length / 1024));
1628                 return (1);
1629         }
1630 #endif
1631
1632         /*
1633          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1634          * assuming the new entry will be added to the end.
1635          */
1636         insert_idx = physmap_idx + 2;
1637         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1638                 if (base < physmap[i + 1]) {
1639                         if (base + length <= physmap[i]) {
1640                                 insert_idx = i;
1641                                 break;
1642                         }
1643                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1644                                 printf(
1645                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1646                         return (1);
1647                 }
1648         }
1649
1650         /* See if we can prepend to the next entry. */
1651         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1652                 physmap[insert_idx] = base;
1653                 return (1);
1654         }
1655
1656         /* See if we can append to the previous entry. */
1657         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1658                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1659                 return (1);
1660         }
1661
1662         physmap_idx += 2;
1663         *physmap_idxp = physmap_idx;
1664         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1665                 printf(
1666                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1667                 return (0);
1668         }
1669
1670         /*
1671          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1672          * entry if needed.
1673          */
1674         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1675                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1676                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1677         }
1678
1679         /* Insert the new entry. */
1680         physmap[insert_idx] = base;
1681         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1682         return (1);
1683 }
1684
1685 static int
1686 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1687 {
1688         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1689                 printf("SMAP type=%02x base=%016llx len=%016llx\n",
1690                     smap->type, smap->base, smap->length);
1691
1692         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1693                 return (1);
1694
1695         return (add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1696             physmap_idxp));
1697 }
1698
1699 static void
1700 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1701     int *physmap_idxp)
1702 {
1703         struct bios_smap *smap, *smapend;
1704         u_int32_t smapsize;
1705         /*
1706          * Memory map from INT 15:E820.
1707          *
1708          * subr_module.c says:
1709          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1710          * ie: an int32_t immediately precedes SMAP.
1711          */
1712         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1713         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1714
1715         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1716                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, physmap_idxp))
1717                         break;
1718 }
1719 #endif /* !PC98 */
1720
1721 static void
1722 basemem_setup(void)
1723 {
1724         vm_paddr_t pa;
1725         pt_entry_t *pte;
1726         int i;
1727
1728         if (basemem > 640) {
1729                 printf("Preposterous BIOS basemem of %uK, truncating to 640K\n",
1730                         basemem);
1731                 basemem = 640;
1732         }
1733
1734         /*
1735          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1736          * between the end of base memory and the start of
1737          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1738          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1739          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1740          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1741          * to begin with and then parts of it are remapped.
1742          * The parts that aren't remapped form holes that
1743          * remain read-only and are unused by the kernel.
1744          * The base memory area is below the physical end of
1745          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1746          * The part of it from PAGE_SIZE to
1747          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1748          * remapped and used by the kernel later.)
1749          *
1750          * This code is similar to the code used in
1751          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1752          * allocated we simply change the mapping.
1753          */
1754         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1755              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE)
1756                 pmap_kenter(KERNBASE + pa, pa);
1757
1758         /*
1759          * Map pages between basemem and ISA_HOLE_START, if any, r/w into
1760          * the vm86 page table so that vm86 can scribble on them using
1761          * the vm86 map too.  XXX: why 2 ways for this and only 1 way for
1762          * page 0, at least as initialized here?
1763          */
1764         pte = (pt_entry_t *)vm86paddr;
1765         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1766                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1771  * available physical memory in the system, then test this memory and
1772  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1773  *
1774  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1775  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1776  *
1777  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1778  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1779  *
1780  * XXX first should be vm_paddr_t.
1781  */
1782 #ifdef PC98
1783 static void
1784 getmemsize(int first)
1785 {
1786         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1787         u_long physmem_tunable, memtest;
1788         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1789         pt_entry_t *pte;
1790         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1791         int i;
1792         int pg_n;
1793         u_int extmem;
1794         u_int under16;
1795         vm_paddr_t pa;
1796
1797         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1798
1799         /* XXX - some of EPSON machines can't use PG_N */
1800         pg_n = PG_N;
1801         if (pc98_machine_type & M_EPSON_PC98) {
1802                 switch (epson_machine_id) {
1803 #ifdef WB_CACHE
1804                 default:
1805 #endif
1806                 case EPSON_PC486_HX:
1807                 case EPSON_PC486_HG:
1808                 case EPSON_PC486_HA:
1809                         pg_n = 0;
1810                         break;
1811                 }
1812         }
1813
1814         under16 = pc98_getmemsize(&basemem, &extmem);
1815         basemem_setup();
1816
1817         physmap[0] = 0;
1818         physmap[1] = basemem * 1024;
1819         physmap_idx = 2;
1820         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1821         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1822
1823         /*
1824          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1825          */
1826
1827 #ifdef SMP
1828         /* make hole for AP bootstrap code */
1829         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1830 #endif
1831
1832         /*
1833          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1834          * highest page of the physical address space.  It should be
1835          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1836          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1837          */
1838         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1839
1840 #ifdef MAXMEM
1841         Maxmem = MAXMEM / 4;
1842 #endif
1843
1844         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1845                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1846
1847         /*
1848          * By default keep the memtest enabled.  Use a general name so that
1849          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1850          */
1851         memtest = 1;
1852         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1853
1854         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1855             (boothowto & RB_VERBOSE))
1856                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1857
1858         /*
1859          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1860          * extend the last memory segment to the new limit.
1861          */
1862         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1863                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1864
1865         /*
1866          * We need to divide chunk if Maxmem is larger than 16MB and
1867          * under 16MB area is not full of memory.
1868          * (1) system area (15-16MB region) is cut off
1869          * (2) extended memory is only over 16MB area (ex. Melco "HYPERMEMORY")
1870          */
1871         if ((under16 != 16 * 1024) && (extmem > 15 * 1024)) {
1872                 /* 15M - 16M region is cut off, so need to divide chunk */
1873                 physmap[physmap_idx + 1] = under16 * 1024;
1874                 physmap_idx += 2;
1875                 physmap[physmap_idx] = 0x1000000;
1876                 physmap[physmap_idx + 1] = physmap[2] + extmem * 1024;
1877         }
1878
1879         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1880         pmap_bootstrap(first);
1881
1882         /*
1883          * Size up each available chunk of physical memory.
1884          */
1885         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1886         pa_indx = 0;
1887         da_indx = 1;
1888         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1889         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1890         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1891         pte = CMAP3;
1892
1893         /*
1894          * Get dcons buffer address
1895          */
1896         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1897             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1898                 dcons_addr = 0;
1899
1900         /*
1901          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1902          * round up the start address and round down the end address.
1903          */
1904         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1905                 vm_paddr_t end;
1906
1907                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1908                 if (physmap[i + 1] < end)
1909                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1910                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1911                         int tmp, page_bad, full;
1912                         int *ptr = (int *)CADDR3;
1913
1914                         full = FALSE;
1915                         /*
1916                          * block out kernel memory as not available.
1917                          */
1918                         if (pa >= KERNLOAD && pa < first)
1919                                 goto do_dump_avail;
1920
1921                         /*
1922                          * block out dcons buffer
1923                          */
1924                         if (dcons_addr > 0
1925                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1926                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1927                                 goto do_dump_avail;
1928
1929                         page_bad = FALSE;
1930                         if (memtest == 0)
1931                                 goto skip_memtest;
1932
1933                         /*
1934                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1935                          */
1936                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | pg_n;
1937                         invltlb();
1938
1939                         tmp = *(int *)ptr;
1940                         /*
1941                          * Test for alternating 1's and 0's
1942                          */
1943                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1944                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1945                                 page_bad = TRUE;
1946                         /*
1947                          * Test for alternating 0's and 1's
1948                          */
1949                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1950                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1951                                 page_bad = TRUE;
1952                         /*
1953                          * Test for all 1's
1954                          */
1955                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1956                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1957                                 page_bad = TRUE;
1958                         /*
1959                          * Test for all 0's
1960                          */
1961                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1962                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1963                                 page_bad = TRUE;
1964                         /*
1965                          * Restore original value.
1966                          */
1967                         *(int *)ptr = tmp;
1968
1969 skip_memtest:
1970                         /*
1971                          * Adjust array of valid/good pages.
1972                          */
1973                         if (page_bad == TRUE)
1974                                 continue;
1975                         /*
1976                          * If this good page is a continuation of the
1977                          * previous set of good pages, then just increase
1978                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1979                          * Note that "end" points one higher than end,
1980                          * making the range >= start and < end.
1981                          * If we're also doing a speculative memory
1982                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1983                          * so that we keep going. The first bad page
1984                          * will terminate the loop.
1985                          */
1986                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1987                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1988                         } else {
1989                                 pa_indx++;
1990                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1991                                         printf(
1992                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1993                                         pa_indx--;
1994                                         full = TRUE;
1995                                         goto do_dump_avail;
1996                                 }
1997                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1998                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1999                         }
2000                         physmem++;
2001 do_dump_avail:
2002                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2003                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
2004                         } else {
2005                                 da_indx++;
2006                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2007                                         da_indx--;
2008                                         goto do_next;
2009                                 }
2010                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
2011                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
2012                         }
2013 do_next:
2014                         if (full)
2015                                 break;
2016                 }
2017         }
2018         *pte = 0;
2019         invltlb();
2020
2021         /*
2022          * XXX
2023          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2024          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2025          * calculation, etc.).
2026          */
2027         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
2028             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
2029                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2030                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2031                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2032         }
2033
2034         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2035
2036         /* Trim off space for the message buffer. */
2037         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
2038
2039         /* Map the message buffer. */
2040         for (off = 0; off < round_page(msgbufsize); off += PAGE_SIZE)
2041                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
2042                     off);
2043 }
2044 #else /* PC98 */
2045 static void
2046 getmemsize(int first)
2047 {
2048         int has_smap, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
2049         u_long memtest;
2050         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
2051         pt_entry_t *pte;
2052         quad_t dcons_addr, dcons_size, physmem_tunable;
2053         int hasbrokenint12, i, res;
2054         u_int extmem;
2055         struct vm86frame vmf;
2056         struct vm86context vmc;
2057         vm_paddr_t pa;
2058         struct bios_smap *smap, *smapbase;
2059         caddr_t kmdp;
2060
2061         has_smap = 0;
2062 #ifdef XBOX
2063         if (arch_i386_is_xbox) {
2064                 /*
2065                  * We queried the memory size before, so chop off 4MB for
2066                  * the framebuffer and inform the OS of this.
2067                  */
2068                 physmap[0] = 0;
2069                 physmap[1] = (arch_i386_xbox_memsize * 1024 * 1024) - XBOX_FB_SIZE;
2070                 physmap_idx = 0;
2071                 goto physmap_done;
2072         }
2073 #endif
2074         bzero(&vmf, sizeof(vmf));
2075         bzero(physmap, sizeof(physmap));
2076         basemem = 0;
2077
2078         /*
2079          * Check if the loader supplied an SMAP memory map.  If so,
2080          * use that and do not make any VM86 calls.
2081          */
2082         physmap_idx = 0;
2083         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2084         if (kmdp == NULL)
2085                 kmdp = preload_search_by_type("elf32 kernel");
2086         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2087             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2088         if (smapbase != NULL) {
2089                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
2090                 has_smap = 1;
2091                 goto have_smap;
2092         }
2093
2094         /*
2095          * Some newer BIOSes have a broken INT 12H implementation
2096          * which causes a kernel panic immediately.  In this case, we
2097          * need use the SMAP to determine the base memory size.
2098          */
2099         hasbrokenint12 = 0;
2100         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
2101         if (hasbrokenint12 == 0) {
2102                 /* Use INT12 to determine base memory size. */
2103                 vm86_intcall(0x12, &vmf);
2104                 basemem = vmf.vmf_ax;
2105                 basemem_setup();
2106         }
2107
2108         /*
2109          * Fetch the memory map with INT 15:E820.  Map page 1 R/W into
2110          * the kernel page table so we can use it as a buffer.  The
2111          * kernel will unmap this page later.
2112          */
2113         pmap_kenter(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT), 1 << PAGE_SHIFT);
2114         vmc.npages = 0;
2115         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
2116         res = vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
2117         KASSERT(res != 0, ("vm86_getptr() failed: address not found"));
2118
2119         vmf.vmf_ebx = 0;
2120         do {
2121                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
2122                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
2123                 vmf.vmf_ecx = sizeof(struct bios_smap);
2124                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
2125                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
2126                         break;
2127                 has_smap = 1;
2128                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
2129                         break;
2130         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
2131
2132 have_smap:
2133         /*
2134          * If we didn't fetch the "base memory" size from INT12,
2135          * figure it out from the SMAP (or just guess).
2136          */
2137         if (basemem == 0) {
2138                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2139                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
2140                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
2141                                 break;
2142                         }
2143                 }
2144
2145                 /* XXX: If we couldn't find basemem from SMAP, just guess. */
2146                 if (basemem == 0)
2147                         basemem = 640;
2148                 basemem_setup();
2149         }
2150
2151         if (physmap[1] != 0)
2152                 goto physmap_done;
2153
2154         /*
2155          * If we failed to find an SMAP, figure out the extended
2156          * memory size.  We will then build a simple memory map with
2157          * two segments, one for "base memory" and the second for
2158          * "extended memory".  Note that "extended memory" starts at a
2159          * physical address of 1MB and that both basemem and extmem
2160          * are in units of 1KB.
2161          *
2162          * First, try to fetch the extended memory size via INT 15:E801.
2163          */
2164         vmf.vmf_ax = 0xE801;
2165         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
2166                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
2167         } else {
2168                 /*
2169                  * If INT15:E801 fails, this is our last ditch effort
2170                  * to determine the extended memory size.  Currently
2171                  * we prefer the RTC value over INT15:88.
2172                  */
2173 #if 0
2174                 vmf.vmf_ah = 0x88;
2175                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
2176                 extmem = vmf.vmf_ax;
2177 #else
2178                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
2179 #endif
2180         }
2181
2182         /*
2183          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
2184          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
2185          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
2186          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
2187          * them beyond the limit.
2188          *
2189          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
2190          *      chop it to 15MB.
2191          */
2192         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
2193                 extmem = 15 * 1024;
2194
2195         physmap[0] = 0;
2196         physmap[1] = basemem * 1024;
2197         physmap_idx = 2;
2198         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
2199         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
2200
2201 physmap_done:
2202         /*
2203          * Now, physmap contains a map of physical memory.
2204          */
2205
2206 #ifdef SMP
2207         /* make hole for AP bootstrap code */
2208         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
2209 #endif
2210
2211         /*
2212          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
2213          * highest page of the physical address space.  It should be
2214          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
2215          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
2216          *
2217          * This is especially confusing when it is much larger than the
2218          * memory size and is displayed as "realmem".
2219          */
2220         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
2221
2222 #ifdef MAXMEM
2223         Maxmem = MAXMEM / 4;
2224 #endif
2225
2226         if (TUNABLE_QUAD_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
2227                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
2228
2229         /*
2230          * If we have an SMAP, don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend
2231          * the amount of memory in the system.
2232          */
2233         if (has_smap && Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
2234                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
2235
2236         /*
2237          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
2238          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
2239          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
2240          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
2241          * one could eventually do more with the code than just disable it.
2242          */
2243         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
2244         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
2245
2246         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
2247             (boothowto & RB_VERBOSE))
2248                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
2249
2250         /*
2251          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
2252          * extend the last memory segment to the new limit.
2253          */
2254         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
2255                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
2256
2257         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
2258         pmap_bootstrap(first);
2259
2260         /*
2261          * Size up each available chunk of physical memory.
2262          */
2263         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
2264         pa_indx = 0;
2265         da_indx = 1;
2266         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
2267         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
2268         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
2269         pte = CMAP3;
2270
2271         /*
2272          * Get dcons buffer address
2273          */
2274         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2275             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2276                 dcons_addr = 0;
2277
2278         /*
2279          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
2280          * round up the start address and round down the end address.
2281          */
2282         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2283                 vm_paddr_t end;
2284
2285                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
2286                 if (physmap[i + 1] < end)
2287                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
2288                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
2289                         int tmp, page_bad, full;
2290                         int *ptr = (int *)CADDR3;
2291
2292                         full = FALSE;
2293                         /*
2294                          * block out kernel memory as not available.
2295                          */
2296                         if (pa >= KERNLOAD && pa < first)
2297                                 goto do_dump_avail;
2298
2299                         /*
2300                          * block out dcons buffer
2301                          */
2302                         if (dcons_addr > 0
2303                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2304                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
2305                                 goto do_dump_avail;
2306
2307                         page_bad = FALSE;
2308                         if (memtest == 0)
2309                                 goto skip_memtest;
2310
2311                         /*
2312                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2313                          */
2314                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
2315                         invltlb();
2316
2317                         tmp = *(int *)ptr;
2318                         /*
2319                          * Test for alternating 1's and 0's
2320                          */
2321                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
2322                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
2323                                 page_bad = TRUE;
2324                         /*
2325                          * Test for alternating 0's and 1's
2326                          */
2327                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
2328                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
2329                                 page_bad = TRUE;
2330                         /*
2331                          * Test for all 1's
2332                          */
2333                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
2334                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
2335                                 page_bad = TRUE;
2336                         /*
2337                          * Test for all 0's
2338                          */
2339                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
2340                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
2341                                 page_bad = TRUE;
2342                         /*
2343                          * Restore original value.
2344                          */
2345                         *(int *)ptr = tmp;
2346
2347 skip_memtest:
2348                         /*
2349                          * Adjust array of valid/good pages.
2350                          */
2351                         if (page_bad == TRUE)
2352                                 continue;
2353                         /*
2354                          * If this good page is a continuation of the
2355                          * previous set of good pages, then just increase
2356                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2357                          * Note that "end" points one higher than end,
2358                          * making the range >= start and < end.
2359                          * If we're also doing a speculative memory
2360                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2361                          * so that we keep going. The first bad page
2362                          * will terminate the loop.
2363                          */
2364                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2365                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
2366                         } else {
2367                                 pa_indx++;
2368                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2369                                         printf(
2370                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2371                                         pa_indx--;
2372                                         full = TRUE;
2373                                         goto do_dump_avail;
2374                                 }
2375                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
2376                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
2377                         }
2378                         physmem++;
2379 do_dump_avail:
2380                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2381                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
2382                         } else {
2383                                 da_indx++;
2384                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2385                                         da_indx--;
2386                                         goto do_next;
2387                                 }
2388                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
2389                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
2390                         }
2391 do_next:
2392                         if (full)
2393                                 break;
2394                 }
2395         }
2396         *pte = 0;
2397         invltlb();
2398
2399         /*
2400          * XXX
2401          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2402          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2403          * calculation, etc.).
2404          */
2405         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
2406             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
2407                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2408                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2409                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2410         }
2411
2412         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2413
2414         /* Trim off space for the message buffer. */
2415         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
2416
2417         /* Map the message buffer. */
2418         for (off = 0; off < round_page(msgbufsize); off += PAGE_SIZE)
2419                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
2420                     off);
2421 }
2422 #endif /* PC98 */
2423
2424 static void
2425 i386_kdb_init(void)
2426 {
2427 #ifdef DDB
2428         db_fetch_ksymtab(bootinfo.bi_symtab, bootinfo.bi_esymtab);
2429 #endif
2430         kdb_init();
2431 #ifdef KDB
2432         if (boothowto & RB_KDB)
2433                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS, "Boot flags requested debugger");
2434 #endif
2435 }
2436
2437 register_t
2438 init386(int first)
2439 {
2440         struct gate_descriptor *gdp;
2441         int gsel_tss, metadata_missing, x, pa;
2442         struct pcpu *pc;
2443         struct xstate_hdr *xhdr;
2444         caddr_t kmdp;
2445         int late_console;
2446
2447         thread0.td_kstack = proc0kstack;
2448         thread0.td_kstack_pages = TD0_KSTACK_PAGES;
2449
2450         /*
2451          * This may be done better later if it gets more high level
2452          * components in it. If so just link td->td_proc here.
2453          */
2454         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
2455
2456 #ifdef PC98
2457         /*
2458          * Initialize DMAC
2459          */
2460         pc98_init_dmac();
2461 #endif
2462
2463         metadata_missing = 0;
2464         if (bootinfo.bi_modulep) {
2465                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2466                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2467         } else {
2468                 metadata_missing = 1;
2469         }
2470
2471         if (bootinfo.bi_envp != 0)
2472                 init_static_kenv((char *)bootinfo.bi_envp + KERNBASE, 0);
2473         else
2474                 init_static_kenv(NULL, 0);
2475
2476         identify_hypervisor();
2477
2478         /* Init basic tunables, hz etc */
2479         init_param1();
2480
2481         /*
2482          * Make gdt memory segments.  All segments cover the full 4GB
2483          * of address space and permissions are enforced at page level.
2484          */
2485         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2486         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2487         gdt_segs[GUCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2488         gdt_segs[GUDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2489         gdt_segs[GUFS_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2490         gdt_segs[GUGS_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2491
2492         pc = &__pcpu[0];
2493         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2494         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) pc;
2495         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (int) &pc->pc_common_tss;
2496
2497         for (x = 0; x < NGDT; x++)
2498                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
2499
2500         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2501         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
2502         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_SPIN);
2503         lgdt(&r_gdt);
2504
2505         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
2506         for (pa = first; pa < first + DPCPU_SIZE; pa += PAGE_SIZE)
2507                 pmap_kenter(pa + KERNBASE, pa);
2508         dpcpu_init((void *)(first + KERNBASE), 0);
2509         first += DPCPU_SIZE;
2510         PCPU_SET(prvspace, pc);
2511         PCPU_SET(curthread, &thread0);
2512         /* Non-late cninit() and printf() can be moved up to here. */
2513
2514         /*
2515          * Initialize mutexes.
2516          *
2517          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
2518          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
2519          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
2520          *           under witness.
2521          */
2522         mutex_init();
2523         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS | MTX_NOPROFILE);
2524
2525         /* make ldt memory segments */
2526         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2527         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
2528         for (x = 0; x < nitems(ldt_segs); x++)
2529                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2530
2531         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2532         lldt(_default_ldt);
2533         PCPU_SET(currentldt, _default_ldt);
2534
2535         /* exceptions */
2536         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2537                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2538                     GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2539         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2540             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2541         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2542             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2543         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2544             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2545         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386IGT, SEL_UPL,
2546             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2547         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL,
2548             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2549         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2550             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2551         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2552             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2553         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL
2554             , GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2555         setidt(IDT_DF, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2556         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2557             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2558         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2559             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2560         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2561             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2562         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2563             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2564         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2565             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2566         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2567             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2568         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2569             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2570         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2571             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2572         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2573             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2574         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2575             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2576         setidt(IDT_SYSCALL, &IDTVEC(int0x80_syscall), SDT_SYS386TGT, SEL_UPL,
2577             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2578 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2579         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYS386TGT, SEL_UPL,
2580             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2581 #endif
2582 #ifdef XENHVM
2583         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2584             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2585 #endif
2586
2587         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2588         r_idt.rd_base = (int) idt;
2589         lidt(&r_idt);
2590
2591 #ifdef XBOX
2592         /*
2593          * The following code queries the PCI ID of 0:0:0. For the XBOX,
2594          * This should be 0x10de / 0x02a5.
2595          *
2596          * This is exactly what Linux does.
2597          */
2598         outl(0xcf8, 0x80000000);
2599         if (inl(0xcfc) == 0x02a510de) {
2600                 arch_i386_is_xbox = 1;
2601                 pic16l_setled(XBOX_LED_GREEN);
2602
2603                 /*
2604                  * We are an XBOX, but we may have either 64MB or 128MB of
2605                  * memory. The PCI host bridge should be programmed for this,
2606                  * so we just query it.
2607                  */
2608                 outl(0xcf8, 0x80000084);
2609                 arch_i386_xbox_memsize = (inl(0xcfc) == 0x7FFFFFF) ? 128 : 64;
2610         }
2611 #endif /* XBOX */
2612
2613         /*
2614          * Initialize the clock before the console so that console
2615          * initialization can use DELAY().
2616          */
2617         clock_init();
2618
2619         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2620         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2621             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2622         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
2623             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2624         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2625         initializecpucache();
2626
2627         /* pointer to selector slot for %fs/%gs */
2628         PCPU_SET(fsgs_gdt, &gdt[GUFS_SEL].sd);
2629
2630         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2631             dblfault_tss.tss_esp2 = (int)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2632         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2633             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2634 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
2635         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePDPT;
2636 #else
2637         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2638 #endif
2639         dblfault_tss.tss_eip = (int)dblfault_handler;
2640         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2641         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2642             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2643         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2644         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2645         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2646
2647         /* Initialize the tss (except for the final esp0) early for vm86. */
2648         PCPU_SET(common_tss.tss_esp0, thread0.td_kstack +
2649             thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE - 16);
2650         PCPU_SET(common_tss.tss_ss0, GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL));
2651         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2652         PCPU_SET(tss_gdt, &gdt[GPROC0_SEL].sd);
2653         PCPU_SET(common_tssd, *PCPU_GET(tss_gdt));
2654         PCPU_SET(common_tss.tss_ioopt, (sizeof (struct i386tss)) << 16);
2655         ltr(gsel_tss);
2656
2657         /* Initialize the PIC early for vm86 calls. */
2658 #ifdef DEV_ISA
2659 #ifdef DEV_ATPIC
2660 #ifndef PC98
2661         elcr_probe();
2662 #endif
2663         atpic_startup();
2664 #else
2665         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
2666         atpic_reset();
2667
2668         /*
2669          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
2670          * interrupt handler.
2671          */
2672         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2673             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2674         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
2675             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2676 #endif
2677 #endif
2678
2679         /*
2680          * The console and kdb should be initialized even earlier than here,
2681          * but some console drivers don't work until after getmemsize().
2682          * Default to late console initialization to support these drivers.
2683          * This loses mainly printf()s in getmemsize() and early debugging.
2684          */
2685         late_console = 1;
2686         TUNABLE_INT_FETCH("debug.late_console", &late_console);
2687         if (!late_console) {
2688                 cninit();
2689                 i386_kdb_init();
2690         }
2691
2692         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2693         link_elf_ireloc(kmdp);
2694
2695         vm86_initialize();
2696         getmemsize(first);
2697         init_param2(physmem);
2698
2699         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2700
2701         if (late_console)
2702                 cninit();
2703
2704         if (metadata_missing)
2705                 printf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2706
2707         if (late_console)
2708                 i386_kdb_init();
2709
2710         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
2711         npxinit(true);
2712         /*
2713          * Set up thread0 pcb after npxinit calculated pcb + fpu save
2714          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2715          * area.
2716          */
2717         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2718         thread0.td_pcb->pcb_save = get_pcb_user_save_td(&thread0);
2719         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2720         if (use_xsave) {
2721                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2722                     1);
2723                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2724         }
2725         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2726         /* Move esp0 in the tss to its final place. */
2727         /* Note: -16 is so we can grow the trapframe if we came from vm86 */
2728         PCPU_SET(common_tss.tss_esp0, (vm_offset_t)thread0.td_pcb - 16);
2729         gdt[GPROC0_SEL].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;     /* clear busy bit */
2730         ltr(gsel_tss);
2731
2732         /* make a call gate to reenter kernel with */
2733         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2734
2735         x = (int) &IDTVEC(lcall_syscall);
2736         gdp->gd_looffset = x;
2737         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2738         gdp->gd_stkcpy = 1;
2739         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2740         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2741         gdp->gd_p = 1;
2742         gdp->gd_hioffset = x >> 16;
2743
2744         /* XXX does this work? */
2745         /* XXX yes! */
2746         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2747         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2748
2749         /* transfer to user mode */
2750
2751         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2752         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2753
2754         /* setup proc 0's pcb */
2755         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2756 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
2757         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePDPT;
2758 #else
2759         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD;
2760 #endif
2761         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2762         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2763
2764         cpu_probe_amdc1e();
2765
2766 #ifdef FDT
2767         x86_init_fdt();
2768 #endif
2769
2770         /* Location of kernel stack for locore */
2771         return ((register_t)thread0.td_pcb);
2772 }
2773
2774 void
2775 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2776 {
2777
2778         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2779 }
2780
2781 #ifndef PC98
2782 static int
2783 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2784 {
2785         struct bios_smap *smapbase;
2786         struct bios_smap_xattr smap;
2787         caddr_t kmdp;
2788         uint32_t *smapattr;
2789         int count, error, i;
2790
2791         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2792         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2793         if (kmdp == NULL)
2794                 kmdp = preload_search_by_type("elf32 kernel");
2795         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2796             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2797         if (smapbase == NULL)
2798                 return (0);
2799         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2800             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2801         count = *((u_int32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2802         error = 0;
2803         for (i = 0; i < count; i++) {
2804                 smap.base = smapbase[i].base;
2805                 smap.length = smapbase[i].length;
2806                 smap.type = smapbase[i].type;
2807                 if (smapattr != NULL)
2808                         smap.xattr = smapattr[i];
2809                 else
2810                         smap.xattr = 0;
2811                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2812         }
2813         return (error);
2814 }
2815 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2816     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2817 #endif /* !PC98 */
2818
2819 void
2820 spinlock_enter(void)
2821 {
2822         struct thread *td;
2823         register_t flags;
2824
2825         td = curthread;
2826         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2827                 flags = intr_disable();
2828                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2829                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2830         } else
2831                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2832         critical_enter();
2833 }
2834
2835 void
2836 spinlock_exit(void)
2837 {
2838         struct thread *td;
2839         register_t flags;
2840
2841         td = curthread;
2842         critical_exit();
2843         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2844         td->td_md.md_spinlock_count--;
2845         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2846                 intr_restore(flags);
2847 }
2848
2849 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2850 static void f00f_hack(void *unused);
2851 SYSINIT(f00f_hack, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, f00f_hack, NULL);
2852
2853 static void
2854 f00f_hack(void *unused)
2855 {
2856         struct gate_descriptor *new_idt;
2857         vm_offset_t tmp;
2858
2859         if (!has_f00f_bug)
2860                 return;
2861
2862         GIANT_REQUIRED;
2863
2864         printf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2865
2866         tmp = kmem_malloc(kernel_arena, PAGE_SIZE * 2, M_WAITOK | M_ZERO);
2867         if (tmp == 0)
2868                 panic("kmem_malloc returned 0");
2869
2870         /* Put the problematic entry (#6) at the end of the lower page. */
2871         new_idt = (struct gate_descriptor*)
2872             (tmp + PAGE_SIZE - 7 * sizeof(struct gate_descriptor));
2873         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2874         r_idt.rd_base = (u_int)new_idt;
2875         lidt(&r_idt);
2876         idt = new_idt;
2877         pmap_protect(kernel_pmap, tmp, tmp + PAGE_SIZE, VM_PROT_READ);
2878 }
2879 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2880
2881 /*
2882  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2883  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2884  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2885  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2886  * enough for a backtrace.
2887  */
2888 void
2889 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2890 {
2891
2892         pcb->pcb_edi = tf->tf_edi;
2893         pcb->pcb_esi = tf->tf_esi;
2894         pcb->pcb_ebp = tf->tf_ebp;
2895         pcb->pcb_ebx = tf->tf_ebx;
2896         pcb->pcb_eip = tf->tf_eip;
2897         pcb->pcb_esp = (ISPL(tf->tf_cs)) ? tf->tf_esp : (int)(tf + 1) - 8;
2898         pcb->pcb_gs = rgs();
2899 }
2900
2901 int
2902 ptrace_set_pc(struct thread *td, u_long addr)
2903 {
2904
2905         td->td_frame->tf_eip = addr;
2906         return (0);
2907 }
2908
2909 int
2910 ptrace_single_step(struct thread *td)
2911 {
2912         td->td_frame->tf_eflags |= PSL_T;
2913         return (0);
2914 }
2915
2916 int
2917 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2918 {
2919         td->td_frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
2920         return (0);
2921 }
2922
2923 int
2924 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2925 {
2926         struct pcb *pcb;
2927         struct trapframe *tp;
2928
2929         tp = td->td_frame;
2930         pcb = td->td_pcb;
2931         regs->r_gs = pcb->pcb_gs;
2932         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2933 }
2934
2935 int
2936 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2937 {
2938         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2939         regs->r_es = tp->tf_es;
2940         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2941         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2942         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2943         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2944         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2945         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2946         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2947         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2948         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2949         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2950         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2951         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2952         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2953         return (0);
2954 }
2955
2956 int
2957 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2958 {
2959         struct pcb *pcb;
2960         struct trapframe *tp;
2961
2962         tp = td->td_frame;
2963         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2964             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2965                 return (EINVAL);
2966         pcb = td->td_pcb;
2967         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2968         tp->tf_es = regs->r_es;
2969         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2970         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2971         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2972         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2973         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2974         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2975         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2976         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2977         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2978         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2979         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2980         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2981         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2982         pcb->pcb_gs = regs->r_gs;
2983         return (0);
2984 }
2985
2986 int
2987 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2988 {
2989
2990         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2991             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2992             ("not suspended thread %p", td));
2993         npxgetregs(td);
2994         if (cpu_fxsr)
2995                 npx_fill_fpregs_xmm(&get_pcb_user_save_td(td)->sv_xmm,
2996                     (struct save87 *)fpregs);
2997         else
2998                 bcopy(&get_pcb_user_save_td(td)->sv_87, fpregs,
2999                     sizeof(*fpregs));
3000         return (0);
3001 }
3002
3003 int
3004 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
3005 {
3006
3007         critical_enter();
3008         if (cpu_fxsr)
3009                 npx_set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
3010                     &get_pcb_user_save_td(td)->sv_xmm);
3011         else
3012                 bcopy(fpregs, &get_pcb_user_save_td(td)->sv_87,
3013                     sizeof(*fpregs));
3014         npxuserinited(td);
3015         critical_exit();
3016         return (0);
3017 }
3018
3019 /*
3020  * Get machine context.
3021  */
3022 int
3023 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
3024 {
3025         struct trapframe *tp;
3026         struct segment_descriptor *sdp;
3027
3028         tp = td->td_frame;
3029
3030         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
3031         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_esp);
3032         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
3033         mcp->mc_gs = td->td_pcb->pcb_gs;
3034         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
3035         mcp->mc_es = tp->tf_es;
3036         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
3037         mcp->mc_edi = tp->tf_edi;
3038         mcp->mc_esi = tp->tf_esi;
3039         mcp->mc_ebp = tp->tf_ebp;
3040         mcp->mc_isp = tp->tf_isp;
3041         mcp->mc_eflags = tp->tf_eflags;
3042         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
3043                 mcp->mc_eax = 0;
3044                 mcp->mc_edx = 0;
3045                 mcp->mc_eflags &= ~PSL_C;
3046         } else {
3047                 mcp->mc_eax = tp->tf_eax;
3048                 mcp->mc_edx = tp->tf_edx;
3049         }
3050         mcp->mc_ebx = tp->tf_ebx;
3051         mcp->mc_ecx = tp->tf_ecx;
3052         mcp->mc_eip = tp->tf_eip;
3053         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
3054         mcp->mc_esp = tp->tf_esp;
3055         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
3056         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
3057         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
3058         sdp = &td->td_pcb->pcb_fsd;
3059         mcp->mc_fsbase = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
3060         sdp = &td->td_pcb->pcb_gsd;
3061         mcp->mc_gsbase = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
3062         mcp->mc_flags = 0;
3063         mcp->mc_xfpustate = 0;
3064         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
3065         bzero(mcp->mc_spare2, sizeof(mcp->mc_spare2));
3066         return (0);
3067 }
3068
3069 /*
3070  * Set machine context.
3071  *
3072  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
3073  * touch the cs selector.
3074  */
3075 int
3076 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
3077 {
3078         struct trapframe *tp;
3079         char *xfpustate;
3080         int eflags, ret;
3081
3082         tp = td->td_frame;
3083         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
3084             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
3085                 return (EINVAL);
3086         eflags = (mcp->mc_eflags & PSL_USERCHANGE) |
3087             (tp->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE);
3088         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
3089                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
3090                     sizeof(union savefpu))
3091                         return (EINVAL);
3092                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
3093                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
3094                     mcp->mc_xfpustate_len);
3095                 if (ret != 0)
3096                         return (ret);
3097         } else
3098                 xfpustate = NULL;
3099         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
3100         if (ret != 0)
3101                 return (ret);
3102         tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
3103         tp->tf_es = mcp->mc_es;
3104         tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
3105         tp->tf_edi = mcp->mc_edi;
3106         tp->tf_esi = mcp->mc_esi;
3107         tp->tf_ebp = mcp->mc_ebp;
3108         tp->tf_ebx = mcp->mc_ebx;
3109         tp->tf_edx = mcp->mc_edx;
3110         tp->tf_ecx = mcp->mc_ecx;
3111         tp->tf_eax = mcp->mc_eax;
3112         tp->tf_eip = mcp->mc_eip;
3113         tp->tf_eflags = eflags;
3114         tp->tf_esp = mcp->mc_esp;
3115         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
3116         td->td_pcb->pcb_gs = mcp->mc_gs;
3117         return (0);
3118 }
3119
3120 static void
3121 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
3122     size_t xfpusave_len)
3123 {
3124         size_t max_len, len;
3125
3126         mcp->mc_ownedfp = npxgetregs(td);
3127         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
3128             sizeof(mcp->mc_fpstate));
3129         mcp->mc_fpformat = npxformat();
3130         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
3131                 return;
3132         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(union savefpu);
3133         len = xfpusave_len;
3134         if (len > max_len) {
3135                 len = max_len;
3136                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
3137         }
3138         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
3139         mcp->mc_xfpustate_len = len;
3140         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
3141 }
3142
3143 static int
3144 set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
3145     size_t xfpustate_len)
3146 {
3147         int error;
3148
3149         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
3150                 return (0);
3151         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_387 &&
3152             mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
3153                 return (EINVAL);
3154         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
3155                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
3156                 fpstate_drop(td);
3157                 error = 0;
3158         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
3159             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
3160                 error = npxsetregs(td, (union savefpu *)&mcp->mc_fpstate,
3161                     xfpustate, xfpustate_len);
3162         } else
3163                 return (EINVAL);
3164         return (error);
3165 }
3166
3167 static void
3168 fpstate_drop(struct thread *td)
3169 {
3170
3171         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
3172         critical_enter();
3173         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
3174                 npxdrop();
3175         /*
3176          * XXX force a full drop of the npx.  The above only drops it if we
3177          * owned it.  npxgetregs() has the same bug in the !cpu_fxsr case.
3178          *
3179          * XXX I don't much like npxgetregs()'s semantics of doing a full
3180          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
3181          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
3182          * sendsig() is the only caller of npxgetregs()... perhaps we just
3183          * have too many layers.
3184          */
3185         curthread->td_pcb->pcb_flags &= ~(PCB_NPXINITDONE |
3186             PCB_NPXUSERINITDONE);
3187         critical_exit();
3188 }
3189
3190 int
3191 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
3192 {
3193         struct pcb *pcb;
3194
3195         if (td == NULL) {
3196                 dbregs->dr[0] = rdr0();
3197                 dbregs->dr[1] = rdr1();
3198                 dbregs->dr[2] = rdr2();
3199                 dbregs->dr[3] = rdr3();
3200                 dbregs->dr[4] = rdr4();
3201                 dbregs->dr[5] = rdr5();
3202                 dbregs->dr[6] = rdr6();
3203                 dbregs->dr[7] = rdr7();
3204         } else {
3205                 pcb = td->td_pcb;
3206                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
3207                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
3208                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
3209                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
3210                 dbregs->dr[4] = 0;
3211                 dbregs->dr[5] = 0;
3212                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
3213                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
3214         }
3215         return (0);
3216 }
3217
3218 int
3219 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
3220 {
3221         struct pcb *pcb;
3222         int i;
3223
3224         if (td == NULL) {
3225                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
3226                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
3227                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
3228                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
3229                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
3230                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
3231                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
3232                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
3233         } else {
3234                 /*
3235                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
3236                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
3237                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
3238                  * TRCTRAP.
3239                  */
3240                 for (i = 0; i < 4; i++) {
3241                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
3242                                 return (EINVAL);
3243                         if (DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
3244                                 return (EINVAL);
3245                 }
3246
3247                 pcb = td->td_pcb;
3248
3249                 /*
3250                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
3251                  * process's address space.  If a process could do this, it
3252                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
3253                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
3254                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
3255                  * process's address space.
3256                  *
3257                  * XXX - what about when the watched area of the user's
3258                  * address space is written into from within the kernel
3259                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
3260                  * from within kernel mode?
3261                  */
3262
3263                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
3264                         /* dr0 is enabled */
3265                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3266                                 return (EINVAL);
3267                 }
3268
3269                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
3270                         /* dr1 is enabled */
3271                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3272                                 return (EINVAL);
3273                 }
3274
3275                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
3276                         /* dr2 is enabled */
3277                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3278                                 return (EINVAL);
3279                 }
3280
3281                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
3282                         /* dr3 is enabled */
3283                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3284                                 return (EINVAL);
3285                 }
3286
3287                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
3288                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
3289                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
3290                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
3291                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
3292                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
3293
3294                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
3295         }
3296
3297         return (0);
3298 }
3299
3300 /*
3301  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
3302  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
3303  */
3304 int
3305 user_dbreg_trap(void)
3306 {
3307         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
3308         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
3309         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
3310         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
3311         int i;
3312
3313         dr7 = rdr7();
3314         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
3315                 /*
3316                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
3317                  * thus the trap couldn't have been caused by the
3318                  * hardware debug registers
3319                  */
3320                 return 0;
3321         }
3322
3323         nbp = 0;
3324         dr6 = rdr6();
3325         bp = dr6 & 0x0000000f;
3326
3327         if (!bp) {
3328                 /*
3329                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
3330                  * trap was not caused by any of the debug registers
3331                  */
3332                 return 0;
3333         }
3334
3335         /*
3336          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
3337          * which ones and if any of them are user space addresses
3338          */
3339
3340         if (bp & 0x01) {
3341                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
3342         }
3343         if (bp & 0x02) {
3344                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
3345         }
3346         if (bp & 0x04) {
3347                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
3348         }
3349         if (bp & 0x08) {
3350                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
3351         }
3352
3353         for (i = 0; i < nbp; i++) {
3354                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3355                         /*
3356                          * addr[i] is in user space
3357                          */
3358                         return nbp;
3359                 }
3360         }
3361
3362         /*
3363          * None of the breakpoints are in user space.
3364          */
3365         return 0;
3366 }
3367
3368 #ifdef KDB
3369
3370 /*
3371  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
3372  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
3373  */
3374
3375 /* silence compiler warnings */
3376 u_char inb_(u_short);
3377 void outb_(u_short, u_char);
3378
3379 u_char
3380 inb_(u_short port)
3381 {
3382         return inb(port);
3383 }
3384
3385 void
3386 outb_(u_short port, u_char data)
3387 {
3388         outb(port, data);
3389 }
3390
3391 #endif /* KDB */