sys/amd64/amd64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * William Jolitz.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include "opt_atalk.h"
  45 #include "opt_atpic.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_isa.h"
  52 #include "opt_kstack_pages.h"
  53 #include "opt_maxmem.h"
  54 #include "opt_mp_watchdog.h"
  55 #include "opt_perfmon.h"
  56 #include "opt_platform.h"
  57 #include "opt_sched.h"
  58 #include "opt_kdtrace.h"
  59
  60 #include <sys/param.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/systm.h>
  63 #include <sys/bio.h>
  64 #include <sys/buf.h>
  65 #include <sys/bus.h>
  66 #include <sys/callout.h>
  67 #include <sys/cons.h>
  68 #include <sys/cpu.h>
  69 #include <sys/efi.h>
  70 #include <sys/eventhandler.h>
  71 #include <sys/exec.h>
  72 #include <sys/imgact.h>
  73 #include <sys/kdb.h>
  74 #include <sys/kernel.h>
  75 #include <sys/ktr.h>
  76 #include <sys/linker.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <sys/malloc.h>
  79 #include <sys/memrange.h>
  80 #include <sys/msgbuf.h>
  81 #include <sys/mutex.h>
  82 #include <sys/pcpu.h>
  83 #include <sys/ptrace.h>
  84 #include <sys/reboot.h>
  85 #include <sys/rwlock.h>
  86 #include <sys/sched.h>
  87 #include <sys/signalvar.h>
  88 #ifdef SMP
  89 #include <sys/smp.h>
  90 #endif
  91 #include <sys/syscallsubr.h>
  92 #include <sys/sysctl.h>
  93 #include <sys/sysent.h>
  94 #include <sys/sysproto.h>
  95 #include <sys/ucontext.h>
  96 #include <sys/vmmeter.h>
  97
  98 #include <vm/vm.h>
  99 #include <vm/vm_extern.h>
 100 #include <vm/vm_kern.h>
 101 #include <vm/vm_page.h>
 102 #include <vm/vm_map.h>
 103 #include <vm/vm_object.h>
 104 #include <vm/vm_pager.h>
 105 #include <vm/vm_param.h>
 106
 107 #ifdef DDB
 108 #ifndef KDB
 109 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 110 #endif
 111 #include <ddb/ddb.h>
 112 #include <ddb/db_sym.h>
 113 #endif
 114
 115 #include <net/netisr.h>
 116
 117 #include <machine/clock.h>
 118 #include <machine/cpu.h>
 119 #include <machine/cputypes.h>
 120 #include <machine/intr_machdep.h>
 121 #include <x86/mca.h>
 122 #include <machine/md_var.h>
 123 #include <machine/metadata.h>
 124 #include <machine/mp_watchdog.h>
 125 #include <machine/pc/bios.h>
 126 #include <machine/pcb.h>
 127 #include <machine/proc.h>
 128 #include <machine/reg.h>
 129 #include <machine/sigframe.h>
 130 #include <machine/specialreg.h>
 131 #ifdef PERFMON
 132 #include <machine/perfmon.h>
 133 #endif
 134 #include <machine/tss.h>
 135 #ifdef SMP
 136 #include <machine/smp.h>
 137 #endif
 138 #ifdef FDT
 139 #include <x86/fdt.h>
 140 #endif
 141
 142 #ifdef DEV_ATPIC
 143 #include <x86/isa/icu.h>
 144 #else
 145 #include <machine/apicvar.h>
 146 #endif
 147
 148 #include <isa/isareg.h>
 149 #include <isa/rtc.h>
 150
 151 /* Sanity check for __curthread() */
 152 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 153
 154 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 155
 156 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 157 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 158
 159 static void cpu_startup(void *);
 160 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 161     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 162 static int  set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 163     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 164 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 165
 166 /*
 167  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 168  * the physical address at which the kernel is loaded.
 169  */
 170 extern char kernphys[];
 171 #ifdef DDB
 172 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 173 #endif
 174
 175 struct msgbuf *msgbufp;
 176
 177 /* Intel ICH registers */
 178 #define ICH_PMBASE      0x400
 179 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 180
 181 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 182
 183 int cold = 1;
 184
 185 long Maxmem = 0;
 186 long realmem = 0;
 187
 188 /*
 189  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 190  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 191  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 192  * PHYSSEG entries.
 193  */
 194 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 195
 196 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 197 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 198
 199 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 200 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 201 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 202
 203 struct kva_md_info kmi;
 204
 205 static struct trapframe proc0_tf;
 206 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 207
 208 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 209
 210 struct mtx icu_lock;
 211
 212 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 213
 214 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 215
 216 void (*vmm_resume_p)(void);
 217
 218 static void
 219 cpu_startup(dummy)
 220         void *dummy;
 221 {
 222         uintmax_t memsize;
 223         char *sysenv;
 224
 225         /*
 226          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 227          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 228          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 229          * start the APs.
 230          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 231          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 232          */
 233         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 234         if (sysenv != NULL) {
 235                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 236                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 237                     strncmp(sysenv, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 238                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 239                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 240                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 241                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 242                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 243                         if (bootverbose)
 244                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 245                                     "Intel ICH.\n");
 246                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 247                 }
 248                 freeenv(sysenv);
 249         }
 250
 251         /*
 252          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 253          */
 254         startrtclock();
 255         printcpuinfo();
 256         panicifcpuunsupported();
 257 #ifdef PERFMON
 258         perfmon_init();
 259 #endif
 260
 261         /*
 262          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 263          */
 264         memsize = 0;
 265         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 266         if (sysenv != NULL) {
 267                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 268                 freeenv(sysenv);
 269         }
 270         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 271                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 272         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 273         realmem = atop(memsize);
 274
 275         /*
 276          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 277          */
 278         if (bootverbose) {
 279                 int indx;
 280
 281                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 282                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 283                         vm_paddr_t size;
 284
 285                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 286                         printf(
 287                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 288                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 289                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 290                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 291                 }
 292         }
 293
 294         vm_ksubmap_init(&kmi);
 295
 296         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 297             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 298             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 299
 300         /*
 301          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 302          */
 303         bufinit();
 304         vm_pager_bufferinit();
 305
 306         cpu_setregs();
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Send an interrupt to process.
 311  *
 312  * Stack is set up to allow sigcode stored
 313  * at top to call routine, followed by call
 314  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 315  * resets the signal mask, the stack, and the
 316  * frame pointer, it returns to the user
 317  * specified pc, psl.
 318  */
 319 void
 320 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 321 {
 322         struct sigframe sf, *sfp;
 323         struct pcb *pcb;
 324         struct proc *p;
 325         struct thread *td;
 326         struct sigacts *psp;
 327         char *sp;
 328         struct trapframe *regs;
 329         char *xfpusave;
 330         size_t xfpusave_len;
 331         int sig;
 332         int oonstack;
 333
 334         td = curthread;
 335         pcb = td->td_pcb;
 336         p = td->td_proc;
 337         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 338         sig = ksi->ksi_signo;
 339         psp = p->p_sigacts;
 340         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 341         regs = td->td_frame;
 342         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 343
 344         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 345                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 346                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 347         } else {
 348                 xfpusave_len = 0;
 349                 xfpusave = NULL;
 350         }
 351
 352         /* Save user context. */
 353         bzero(&sf, sizeof(sf));
 354         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 355         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 356         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 357             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 358         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 359         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 360         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 361         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 362         fpstate_drop(td);
 363         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 364         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 365         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 366             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 367         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 368
 369         /* Allocate space for the signal handler context. */
 370         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 371             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 372                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 373 #if defined(COMPAT_43)
 374                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 375 #endif
 376         } else
 377                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 378         if (xfpusave != NULL) {
 379                 sp -= xfpusave_len;
 380                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 381                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 382         }
 383         sp -= sizeof(struct sigframe);
 384         /* Align to 16 bytes. */
 385         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 386
 387         /* Translate the signal if appropriate. */
 388         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 389                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 390
 391         /* Build the argument list for the signal handler. */
 392         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 393         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 394         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 395         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 396                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 397                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 398                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 399
 400                 /* Fill in POSIX parts */
 401                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 402                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 403                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 404         } else {
 405                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 406                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 407                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 408                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 409         }
 410         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 411         PROC_UNLOCK(p);
 412
 413         /*
 414          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 415          */
 416         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 417             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 418             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 419             != 0)) {
 420 #ifdef DEBUG
 421                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 422 #endif
 423                 PROC_LOCK(p);
 424                 sigexit(td, SIGILL);
 425         }
 426
 427         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 428         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 429         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 430         regs->tf_cs = _ucodesel;
 431         regs->tf_ds = _udatasel;
 432         regs->tf_ss = _udatasel;
 433         regs->tf_es = _udatasel;
 434         regs->tf_fs = _ufssel;
 435         regs->tf_gs = _ugssel;
 436         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 437         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 438         PROC_LOCK(p);
 439         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 440 }
 441
 442 /*
 443  * System call to cleanup state after a signal
 444  * has been taken.  Reset signal mask and
 445  * stack state from context left by sendsig (above).
 446  * Return to previous pc and psl as specified by
 447  * context left by sendsig. Check carefully to
 448  * make sure that the user has not modified the
 449  * state to gain improper privileges.
 450  *
 451  * MPSAFE
 452  */
 453 int
 454 sys_sigreturn(td, uap)
 455         struct thread *td;
 456         struct sigreturn_args /* {
 457                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 458         } */ *uap;
 459 {
 460         ucontext_t uc;
 461         struct pcb *pcb;
 462         struct proc *p;
 463         struct trapframe *regs;
 464         ucontext_t *ucp;
 465         char *xfpustate;
 466         size_t xfpustate_len;
 467         long rflags;
 468         int cs, error, ret;
 469         ksiginfo_t ksi;
 470
 471         pcb = td->td_pcb;
 472         p = td->td_proc;
 473
 474         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 475         if (error != 0) {
 476                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 477                     p->p_pid, td->td_name);
 478                 return (error);
 479         }
 480         ucp = &uc;
 481         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 482                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 483                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 484                 return (EINVAL);
 485         }
 486         regs = td->td_frame;
 487         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 488         /*
 489          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 490          */
 491         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 492                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 493                     td->td_name, rflags);
 494                 return (EINVAL);
 495         }
 496
 497         /*
 498          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 499          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 500          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 501          */
 502         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 503         if (!CS_SECURE(cs)) {
 504                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 505                     td->td_name, cs);
 506                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 507                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 508                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 509                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 510                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 511                 trapsignal(td, &ksi);
 512                 return (EINVAL);
 513         }
 514
 515         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 516                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 517                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 518                     sizeof(struct savefpu)) {
 519                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 520                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 521                         return (EINVAL);
 522                 }
 523                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 524                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 525                     xfpustate, xfpustate_len);
 526                 if (error != 0) {
 527                         uprintf(
 528         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 529                             p->p_pid, td->td_name);
 530                         return (error);
 531                 }
 532         } else {
 533                 xfpustate = NULL;
 534                 xfpustate_len = 0;
 535         }
 536         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 537         if (ret != 0) {
 538                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 539                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 540                 return (ret);
 541         }
 542         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 543         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 544         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 545
 546 #if defined(COMPAT_43)
 547         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 548                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 549         else
 550                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 551 #endif
 552
 553         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 554         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 555         return (EJUSTRETURN);
 556 }
 557
 558 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 559 int
 560 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 561 {
 562
 563         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 564 }
 565 #endif
 566
 567
 568 /*
 569  * Machine dependent boot() routine
 570  *
 571  * I haven't seen anything to put here yet
 572  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 573  */
 574 void
 575 cpu_boot(int howto)
 576 {
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 581  * be made coherent later.
 582  */
 583 void
 584 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 585 {
 586         /* Not applicable */
 587 }
 588
 589 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 590 int
 591 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 592 {
 593         uint64_t tsc1, tsc2;
 594         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 595         register_t reg;
 596
 597         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 598                 return (EINVAL);
 599
 600         /*
 601          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 602          * DELAY(9) based logic fails.
 603          */
 604         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 605                 return (EOPNOTSUPP);
 606
 607 #ifdef SMP
 608         if (smp_cpus > 1) {
 609                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 610                 thread_lock(curthread);
 611                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 612                 thread_unlock(curthread);
 613         }
 614 #endif
 615
 616         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 617         reg = intr_disable();
 618         if (tsc_is_invariant) {
 619                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 620                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 621                 tsc1 = rdtsc();
 622                 DELAY(1000);
 623                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 624                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 625                 tsc2 = rdtsc();
 626                 intr_restore(reg);
 627                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 628                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 629         } else {
 630                 tsc1 = rdtsc();
 631                 DELAY(1000);
 632                 tsc2 = rdtsc();
 633                 intr_restore(reg);
 634                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 635         }
 636
 637 #ifdef SMP
 638         if (smp_cpus > 1) {
 639                 thread_lock(curthread);
 640                 sched_unbind(curthread);
 641                 thread_unlock(curthread);
 642         }
 643 #endif
 644
 645         return (0);
 646 }
 647
 648 /*
 649  * Shutdown the CPU as much as possible
 650  */
 651 void
 652 cpu_halt(void)
 653 {
 654         for (;;)
 655                 halt();
 656 }
 657
 658 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 659 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 660 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 661 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 662 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 663     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 664
 665 #define STATE_RUNNING   0x0
 666 #define STATE_MWAIT     0x1
 667 #define STATE_SLEEPING  0x2
 668
 669 static void
 670 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 671 {
 672         int *state;
 673
 674         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 675         *state = STATE_SLEEPING;
 676
 677         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 678         disable_intr();
 679         if (sched_runnable())
 680                 enable_intr();
 681         else if (cpu_idle_hook)
 682                 cpu_idle_hook(sbt);
 683         else
 684                 __asm __volatile("sti; hlt");
 685         *state = STATE_RUNNING;
 686 }
 687
 688 static void
 689 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 690 {
 691         int *state;
 692
 693         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 694         *state = STATE_SLEEPING;
 695
 696         /*
 697          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 698          * an interrupt fires during that critical section we may have
 699          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 700          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 701          * To handle this race, check for a runnable thread after
 702          * disabling interrupts and immediately return if one is
 703          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 704          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 705          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 706          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 707          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 708          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 709          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 710          * interrupt.
 711          */
 712         disable_intr();
 713         if (sched_runnable())
 714                 enable_intr();
 715         else
 716                 __asm __volatile("sti; hlt");
 717         *state = STATE_RUNNING;
 718 }
 719
 720 static void
 721 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 722 {
 723         int *state;
 724
 725         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 726         *state = STATE_MWAIT;
 727
 728         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 729         disable_intr();
 730         if (sched_runnable()) {
 731                 enable_intr();
 732                 *state = STATE_RUNNING;
 733                 return;
 734         }
 735         cpu_monitor(state, 0, 0);
 736         if (*state == STATE_MWAIT)
 737                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 738         else
 739                 enable_intr();
 740         *state = STATE_RUNNING;
 741 }
 742
 743 static void
 744 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 745 {
 746         int *state;
 747         int i;
 748
 749         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 750         *state = STATE_RUNNING;
 751
 752         /*
 753          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 754          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 755          * (and it is much better than missing the check at all).
 756          */
 757         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 758                 if (sched_runnable())
 759                         return;
 760                 cpu_spinwait();
 761         }
 762 }
 763
 764 /*
 765  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 766  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 767  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 768  *
 769  * Reference:
 770  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 771  *   #32559 revision 3.00+
 772  */
 773 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 774 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 775 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 776 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 777
 778 static void
 779 cpu_probe_amdc1e(void)
 780 {
 781
 782         /*
 783          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 784          * dual-cores (or future) k8 family.
 785          */
 786         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 787             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 788             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 789                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 790         }
 791 }
 792
 793 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 794
 795 void
 796 cpu_idle(int busy)
 797 {
 798         uint64_t msr;
 799         sbintime_t sbt = -1;
 800
 801         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 802             busy, curcpu);
 803 #ifdef MP_WATCHDOG
 804         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 805 #endif
 806         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 807         if (busy) {
 808                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 809                         cpu_idle_mwait(busy);
 810                         goto out;
 811                 }
 812         }
 813
 814         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 815         if (!busy) {
 816                 critical_enter();
 817                 sbt = cpu_idleclock();
 818         }
 819
 820         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 821         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_c3_sleep) {
 822                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 823                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 824                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 825         }
 826
 827         /* Call main idle method. */
 828         cpu_idle_fn(sbt);
 829
 830         /* Switch timers mack into active mode. */
 831         if (!busy) {
 832                 cpu_activeclock();
 833                 critical_exit();
 834         }
 835 out:
 836         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 837             busy, curcpu);
 838 }
 839
 840 int
 841 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 842 {
 843         struct pcpu *pcpu;
 844         int *state;
 845
 846         pcpu = pcpu_find(cpu);
 847         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 848         /*
 849          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 850          * simply result in unnecessary IPIs.
 851          */
 852         if (*state == STATE_SLEEPING)
 853                 return (0);
 854         if (*state == STATE_MWAIT)
 855                 *state = STATE_RUNNING;
 856         return (1);
 857 }
 858
 859 /*
 860  * Ordered by speed/power consumption.
 861  */
 862 struct {
 863         void    *id_fn;
 864         char    *id_name;
 865 } idle_tbl[] = {
 866         { cpu_idle_spin, "spin" },
 867         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 868         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 869         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 870         { NULL, NULL }
 871 };
 872
 873 static int
 874 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 875 {
 876         char *avail, *p;
 877         int error;
 878         int i;
 879
 880         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 881         p = avail;
 882         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 883                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 884                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 885                         continue;
 886                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 887                     cpu_idle_hook == NULL)
 888                         continue;
 889                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 890                     idle_tbl[i].id_name);
 891         }
 892         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 893         free(avail, M_TEMP);
 894         return (error);
 895 }
 896
 897 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 898     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 899
 900 static int
 901 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 902 {
 903         char buf[16];
 904         int error;
 905         char *p;
 906         int i;
 907
 908         p = "unknown";
 909         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 910                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 911                         p = idle_tbl[i].id_name;
 912                         break;
 913                 }
 914         }
 915         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 916         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 917         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 918                 return (error);
 919         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 920                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 921                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 922                         continue;
 923                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 924                     cpu_idle_hook == NULL)
 925                         continue;
 926                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 927                         continue;
 928                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 929                 return (0);
 930         }
 931         return (EINVAL);
 932 }
 933
 934 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 935     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 936
 937 /*
 938  * Reset registers to default values on exec.
 939  */
 940 void
 941 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 942 {
 943         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 944         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 945
 946         mtx_lock(&dt_lock);
 947         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 948                 user_ldt_free(td);
 949         else
 950                 mtx_unlock(&dt_lock);
 951
 952         pcb->pcb_fsbase = 0;
 953         pcb->pcb_gsbase = 0;
 954         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 955         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 956         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 957
 958         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 959         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 960         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 961         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 962         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 963         regs->tf_ss = _udatasel;
 964         regs->tf_cs = _ucodesel;
 965         regs->tf_ds = _udatasel;
 966         regs->tf_es = _udatasel;
 967         regs->tf_fs = _ufssel;
 968         regs->tf_gs = _ugssel;
 969         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 970         td->td_retval[1] = 0;
 971
 972         /*
 973          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 974          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 975          */
 976         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 977                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 978                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 979                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 980                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 981                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 982                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 983                 if (pcb == curpcb) {
 984                         /*
 985                          * Clear the debug registers on the running
 986                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 987                          * the next process we switch to.
 988                          */
 989                         reset_dbregs();
 990                 }
 991                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
 992         }
 993
 994         /*
 995          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 996          * clean FP state if it uses the FPU again.
 997          */
 998         fpstate_drop(td);
 999 }
1000
1001 void
1002 cpu_setregs(void)
1003 {
1004         register_t cr0;
1005
1006         cr0 = rcr0();
1007         /*
1008          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1009          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1010          */
1011         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1012         load_cr0(cr0);
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1017  */
1018
1019 /*
1020  * Initialize segments & interrupt table
1021  */
1022
1023 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1024 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1025 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1026
1027 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1028
1029 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1030 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1031
1032 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1033
1034 /*
1035  * Software prototypes -- in more palatable form.
1036  *
1037  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1038  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1039  */
1040 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1041 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1042 {       .ssd_base = 0x0,
1043         .ssd_limit = 0x0,
1044         .ssd_type = 0,
1045         .ssd_dpl = 0,
1046         .ssd_p = 0,
1047         .ssd_long = 0,
1048         .ssd_def32 = 0,
1049         .ssd_gran = 0           },
1050 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1051 {       .ssd_base = 0x0,
1052         .ssd_limit = 0x0,
1053         .ssd_type = 0,
1054         .ssd_dpl = 0,
1055         .ssd_p = 0,
1056         .ssd_long = 0,
1057         .ssd_def32 = 0,
1058         .ssd_gran = 0           },
1059 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1060 {       .ssd_base = 0x0,
1061         .ssd_limit = 0xfffff,
1062         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1063         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1064         .ssd_p = 1,
1065         .ssd_long = 0,
1066         .ssd_def32 = 1,
1067         .ssd_gran = 1           },
1068 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1069 {       .ssd_base = 0x0,
1070         .ssd_limit = 0xfffff,
1071         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1072         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1073         .ssd_p = 1,
1074         .ssd_long = 0,
1075         .ssd_def32 = 1,
1076         .ssd_gran = 1           },
1077 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1078 {       .ssd_base = 0x0,
1079         .ssd_limit = 0xfffff,
1080         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1081         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1082         .ssd_p = 1,
1083         .ssd_long = 1,
1084         .ssd_def32 = 0,
1085         .ssd_gran = 1           },
1086 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1087 {       .ssd_base = 0x0,
1088         .ssd_limit = 0xfffff,
1089         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1090         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1091         .ssd_p = 1,
1092         .ssd_long = 1,
1093         .ssd_def32 = 0,
1094         .ssd_gran = 1           },
1095 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1096 {       .ssd_base = 0x0,
1097         .ssd_limit = 0xfffff,
1098         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1099         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1100         .ssd_p = 1,
1101         .ssd_long = 0,
1102         .ssd_def32 = 1,
1103         .ssd_gran = 1           },
1104 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1105 {       .ssd_base = 0x0,
1106         .ssd_limit = 0xfffff,
1107         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1108         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1109         .ssd_p = 1,
1110         .ssd_long = 0,
1111         .ssd_def32 = 1,
1112         .ssd_gran = 1           },
1113 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1114 {       .ssd_base = 0x0,
1115         .ssd_limit = 0xfffff,
1116         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1117         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1118         .ssd_p = 1,
1119         .ssd_long = 1,
1120         .ssd_def32 = 0,
1121         .ssd_gran = 1           },
1122 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1123 {       .ssd_base = 0x0,
1124         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1125         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1126         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1127         .ssd_p = 1,
1128         .ssd_long = 0,
1129         .ssd_def32 = 0,
1130         .ssd_gran = 0           },
1131 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1132 {       .ssd_base = 0x0,
1133         .ssd_limit = 0x0,
1134         .ssd_type = 0,
1135         .ssd_dpl = 0,
1136         .ssd_p = 0,
1137         .ssd_long = 0,
1138         .ssd_def32 = 0,
1139         .ssd_gran = 0           },
1140 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1141 {       .ssd_base = 0x0,
1142         .ssd_limit = 0x0,
1143         .ssd_type = 0,
1144         .ssd_dpl = 0,
1145         .ssd_p = 0,
1146         .ssd_long = 0,
1147         .ssd_def32 = 0,
1148         .ssd_gran = 0           },
1149 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1150 {       .ssd_base = 0x0,
1151         .ssd_limit = 0x0,
1152         .ssd_type = 0,
1153         .ssd_dpl = 0,
1154         .ssd_p = 0,
1155         .ssd_long = 0,
1156         .ssd_def32 = 0,
1157         .ssd_gran = 0           },
1158 };
1159
1160 void
1161 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1162         int idx;
1163         inthand_t *func;
1164         int typ;
1165         int dpl;
1166         int ist;
1167 {
1168         struct gate_descriptor *ip;
1169
1170         ip = idt + idx;
1171         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1172         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1173         ip->gd_ist = ist;
1174         ip->gd_xx = 0;
1175         ip->gd_type = typ;
1176         ip->gd_dpl = dpl;
1177         ip->gd_p = 1;
1178         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1179 }
1180
1181 extern inthand_t
1182         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1183         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1184         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1185         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1186         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1187 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1188         IDTVEC(dtrace_ret),
1189 #endif
1190 #ifdef XENHVM
1191         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1192 #endif
1193         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1194
1195 #ifdef DDB
1196 /*
1197  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1198  * the default 'rsvd' entry point.
1199  */
1200 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1201 {
1202         struct gate_descriptor *ip;
1203         int idx;
1204         uintptr_t func;
1205
1206         ip = idt;
1207         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1208                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1209                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1210                         db_printf("%3d\t", idx);
1211                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1212                         db_printf("\n");
1213                 }
1214                 ip++;
1215         }
1216 }
1217
1218 /* Show privileged registers. */
1219 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1220 {
1221         struct {
1222                 uint16_t limit;
1223                 uint64_t base;
1224         } __packed idtr, gdtr;
1225         uint16_t ldt, tr;
1226
1227         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1228         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1229             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1230         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1231         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1232             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1233         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1234         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1235         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1236         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1237         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1238         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1239         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1240         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1241         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1242         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1243         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1244         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1245         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1246 }
1247 #endif
1248
1249 void
1250 sdtossd(sd, ssd)
1251         struct user_segment_descriptor *sd;
1252         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1253 {
1254
1255         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1256         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1257         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1258         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1259         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1260         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1261         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1262         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1263 }
1264
1265 void
1266 ssdtosd(ssd, sd)
1267         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1268         struct user_segment_descriptor *sd;
1269 {
1270
1271         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1272         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1273         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1274         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1275         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1276         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1277         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1278         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1279         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1280         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1281 }
1282
1283 void
1284 ssdtosyssd(ssd, sd)
1285         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1286         struct system_segment_descriptor *sd;
1287 {
1288
1289         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1290         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1291         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1292         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1293         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1294         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1295         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1296         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1297 }
1298
1299 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1300 #include <isa/isavar.h>
1301 #include <isa/isareg.h>
1302 /*
1303  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1304  * and is only suitable for use at probe time.
1305  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1306  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1307  * implementation in the apic driver code, if at all.
1308  */
1309 intrmask_t
1310 isa_irq_pending(void)
1311 {
1312         u_char irr1;
1313         u_char irr2;
1314
1315         irr1 = inb(IO_ICU1);
1316         irr2 = inb(IO_ICU2);
1317         return ((irr2 << 8) | irr1);
1318 }
1319 #endif
1320
1321 u_int basemem;
1322
1323 static int
1324 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1325     int *physmap_idxp)
1326 {
1327         int i, insert_idx, physmap_idx;
1328
1329         physmap_idx = *physmap_idxp;
1330
1331         if (length == 0)
1332                 return (1);
1333
1334         /*
1335          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1336          * assuming the new entry will be added to the end.
1337          */
1338         insert_idx = physmap_idx + 2;
1339         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1340                 if (base < physmap[i + 1]) {
1341                         if (base + length <= physmap[i]) {
1342                                 insert_idx = i;
1343                                 break;
1344                         }
1345                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1346                                 printf(
1347                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1348                         return (1);
1349                 }
1350         }
1351
1352         /* See if we can prepend to the next entry. */
1353         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1354                 physmap[insert_idx] = base;
1355                 return (1);
1356         }
1357
1358         /* See if we can append to the previous entry. */
1359         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1360                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1361                 return (1);
1362         }
1363
1364         physmap_idx += 2;
1365         *physmap_idxp = physmap_idx;
1366         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1367                 printf(
1368                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1369                 return (0);
1370         }
1371
1372         /*
1373          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1374          * entry if needed.
1375          */
1376         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1377                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1378                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1379         }
1380
1381         /* Insert the new entry. */
1382         physmap[insert_idx] = base;
1383         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1384         return (1);
1385 }
1386
1387 static void
1388 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1389     int *physmap_idx)
1390 {
1391         struct bios_smap *smap, *smapend;
1392         u_int32_t smapsize;
1393
1394         /*
1395          * Memory map from INT 15:E820.
1396          *
1397          * subr_module.c says:
1398          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1399          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1400          */
1401         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1402         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1403
1404         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1405                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1406                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1407                             smap->type, smap->base, smap->length);
1408
1409                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1410                         continue;
1411
1412                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1413                     physmap_idx))
1414                         break;
1415         }
1416 }
1417
1418 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1419         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1420
1421 static void
1422 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1423     int *physmap_idx)
1424 {
1425         struct efi_md *map, *p;
1426         const char *type;
1427         size_t efisz;
1428         int ndesc, i;
1429
1430         static const char *types[] = {
1431                 "Reserved",
1432                 "LoaderCode",
1433                 "LoaderData",
1434                 "BootServicesCode",
1435                 "BootServicesData",
1436                 "RuntimeServicesCode",
1437                 "RuntimeServicesData",
1438                 "ConventionalMemory",
1439                 "UnusableMemory",
1440                 "ACPIReclaimMemory",
1441                 "ACPIMemoryNVS",
1442                 "MemoryMappedIO",
1443                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1444                 "PalCode"
1445         };
1446
1447         /*
1448          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1449          * Boot Services API.
1450          */
1451         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1452         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1453
1454         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1455                 return;
1456         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1457
1458         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1459                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1460                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1461
1462         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1463             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1464                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1465                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1466                                 type = types[p->md_type];
1467                         else
1468                                 type = "<INVALID>";
1469                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1470                             p->md_virt, p->md_pages);
1471                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1472                                 printf("UC ");
1473                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1474                                 printf("WC ");
1475                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1476                                 printf("WT ");
1477                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1478                                 printf("WB ");
1479                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1480                                 printf("UCE ");
1481                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1482                                 printf("WP ");
1483                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1484                                 printf("RP ");
1485                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1486                                 printf("XP ");
1487                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1488                                 printf("RUNTIME");
1489                         printf("\n");
1490                 }
1491
1492                 switch (p->md_type) {
1493                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1494                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1495                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1496                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1497                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1498                         /*
1499                          * We're allowed to use any entry with these types.
1500                          */
1501                         break;
1502                 default:
1503                         continue;
1504                 }
1505
1506                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1507                     physmap, physmap_idx))
1508                         break;
1509         }
1510 }
1511
1512 static char bootmethod[16] = "";
1513 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1514     "System firmware boot method");
1515
1516 #define PAGES_PER_GB    (1024 * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE)
1517
1518 /*
1519  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1520  * available physical memory in the system, then test this memory and
1521  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1522  *
1523  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1524  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1525  *
1526  * XXX first should be vm_paddr_t.
1527  */
1528 static void
1529 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1530 {
1531         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1532         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1533         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1534         pt_entry_t *pte;
1535         struct bios_smap *smapbase;
1536         struct efi_map_header *efihdr;
1537         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1538         int page_counter;
1539
1540         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1541         basemem = 0;
1542         physmap_idx = 0;
1543
1544         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1545             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1546         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1547             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1548
1549         if (efihdr != NULL) {
1550                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, &physmap_idx);
1551                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1552         } else if (smapbase != NULL) {
1553                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
1554                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1555         } else {
1556                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1557         }
1558
1559         /*
1560          * Find the 'base memory' segment for SMP
1561          */
1562         basemem = 0;
1563         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1564                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1565                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1566                         break;
1567                 }
1568         }
1569         if (basemem == 0)
1570                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1571
1572 #ifdef SMP
1573         /* make hole for AP bootstrap code */
1574         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1575 #endif
1576
1577         /*
1578          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1579          * highest page of the physical address space.  It should be
1580          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1581          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1582          */
1583         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1584
1585 #ifdef MAXMEM
1586         Maxmem = MAXMEM / 4;
1587 #endif
1588
1589         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1590                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1591
1592         /*
1593          * The boot memory test is disabled by default, as it takes a
1594          * significant amount of time on large-memory systems, and is
1595          * unfriendly to virtual machines as it unnecessarily touches all
1596          * pages.
1597          *
1598          * A general name is used as the code may be extended to support
1599          * additional tests beyond the current "page present" test.
1600          */
1601         memtest = 0;
1602         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1603
1604         /*
1605          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1606          * in the system.
1607          */
1608         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1609                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1610
1611         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1612             (boothowto & RB_VERBOSE))
1613                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1614
1615         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1616         pmap_bootstrap(&first);
1617
1618         /*
1619          * Size up each available chunk of physical memory.
1620          *
1621          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1622          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1623          * running in a VM.
1624          */
1625         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1626         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1627         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1628                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1629         else if (physmem_start >= physmap[1])
1630                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1631         else
1632                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1633         pa_indx = 0;
1634         da_indx = 1;
1635         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1636         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1637         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1638         pte = CMAP1;
1639
1640         /*
1641          * Get dcons buffer address
1642          */
1643         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1644             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1645                 dcons_addr = 0;
1646
1647         /*
1648          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1649          * round up the start address and round down the end address.
1650          */
1651         page_counter = 0;
1652         if (memtest != 0)
1653                 printf("Testing system memory");
1654         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1655                 vm_paddr_t end;
1656
1657                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1658                 if (physmap[i + 1] < end)
1659                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1660                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1661                         int tmp, page_bad, full;
1662                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1663
1664                         full = FALSE;
1665                         /*
1666                          * block out kernel memory as not available.
1667                          */
1668                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1669                                 goto do_dump_avail;
1670
1671                         /*
1672                          * block out dcons buffer
1673                          */
1674                         if (dcons_addr > 0
1675                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1676                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1677                                 goto do_dump_avail;
1678
1679                         page_bad = FALSE;
1680                         if (memtest == 0)
1681                                 goto skip_memtest;
1682
1683                         /*
1684                          * Print a "." every GB to show we're making
1685                          * progress.
1686                          */
1687                         page_counter++;
1688                         if ((page_counter % PAGES_PER_GB) == 0)
1689                                 printf(".");
1690
1691                         /*
1692                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1693                          */
1694                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1695                         invltlb();
1696
1697                         tmp = *(int *)ptr;
1698                         /*
1699                          * Test for alternating 1's and 0's
1700                          */
1701                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1702                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1703                                 page_bad = TRUE;
1704                         /*
1705                          * Test for alternating 0's and 1's
1706                          */
1707                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1708                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1709                                 page_bad = TRUE;
1710                         /*
1711                          * Test for all 1's
1712                          */
1713                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1714                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1715                                 page_bad = TRUE;
1716                         /*
1717                          * Test for all 0's
1718                          */
1719                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1720                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1721                                 page_bad = TRUE;
1722                         /*
1723                          * Restore original value.
1724                          */
1725                         *(int *)ptr = tmp;
1726
1727 skip_memtest:
1728                         /*
1729                          * Adjust array of valid/good pages.
1730                          */
1731                         if (page_bad == TRUE)
1732                                 continue;
1733                         /*
1734                          * If this good page is a continuation of the
1735                          * previous set of good pages, then just increase
1736                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1737                          * Note that "end" points one higher than end,
1738                          * making the range >= start and < end.
1739                          * If we're also doing a speculative memory
1740                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1741                          * so that we keep going. The first bad page
1742                          * will terminate the loop.
1743                          */
1744                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1745                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1746                         } else {
1747                                 pa_indx++;
1748                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1749                                         printf(
1750                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1751                                         pa_indx--;
1752                                         full = TRUE;
1753                                         goto do_dump_avail;
1754                                 }
1755                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1756                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1757                         }
1758                         physmem++;
1759 do_dump_avail:
1760                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1761                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1762                         } else {
1763                                 da_indx++;
1764                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1765                                         da_indx--;
1766                                         goto do_next;
1767                                 }
1768                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1769                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1770                         }
1771 do_next:
1772                         if (full)
1773                                 break;
1774                 }
1775         }
1776         *pte = 0;
1777         invltlb();
1778         if (memtest != 0)
1779                 printf("\n");
1780
1781         /*
1782          * XXX
1783          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1784          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1785          * calculation, etc.).
1786          */
1787         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1788             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1789                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1790                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1791                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1792         }
1793
1794         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1795
1796         /* Trim off space for the message buffer. */
1797         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1798
1799         /* Map the message buffer. */
1800         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1801 }
1802
1803 u_int64_t
1804 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1805 {
1806         caddr_t kmdp;
1807         int gsel_tss, x;
1808         struct pcpu *pc;
1809         struct nmi_pcpu *np;
1810         struct xstate_hdr *xhdr;
1811         u_int64_t msr;
1812         char *env;
1813         size_t kstack0_sz;
1814
1815         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1816         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1817         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1818         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1819         physfree += kstack0_sz;
1820
1821         /*
1822          * This may be done better later if it gets more high level
1823          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1824          */
1825         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1826
1827         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1828         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1829         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1830         if (kmdp == NULL)
1831                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1832         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1833         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1834 #ifdef DDB
1835         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1836         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1837 #endif
1838
1839         /* Init basic tunables, hz etc */
1840         init_param1();
1841
1842         /*
1843          * make gdt memory segments
1844          */
1845         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1846                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1847                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1848                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1849         }
1850         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1851         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1852             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1853
1854         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1855         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1856         lgdt(&r_gdt);
1857         pc = &__pcpu[0];
1858
1859         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1860         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1861         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1862
1863         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1864         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1865         physfree += DPCPU_SIZE;
1866         PCPU_SET(prvspace, pc);
1867         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1868         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1869         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1870         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1871         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1872         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1873         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1874
1875         /*
1876          * Initialize mutexes.
1877          *
1878          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1879          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1880          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1881          *           under witness.
1882          */
1883         mutex_init();
1884         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1885         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1886
1887         /* exceptions */
1888         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1889                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1890         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1891         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1892         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1893         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1894         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1895         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1896         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1897         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1898         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1899         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1900         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1901         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1902         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1903         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1904         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1905         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1906         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1907         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1908         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1909 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1910         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1911 #endif
1912 #ifdef XENHVM
1913         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1914 #endif
1915
1916         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1917         r_idt.rd_base = (long) idt;
1918         lidt(&r_idt);
1919
1920         /*
1921          * Initialize the i8254 before the console so that console
1922          * initialization can use DELAY().
1923          */
1924         i8254_init();
1925
1926         /*
1927          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1928          * transition).
1929          */
1930         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1931             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1932                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1933
1934         /*
1935          * Initialize the console before we print anything out.
1936          */
1937         cninit();
1938
1939 #ifdef DEV_ISA
1940 #ifdef DEV_ATPIC
1941         elcr_probe();
1942         atpic_startup();
1943 #else
1944         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1945         atpic_reset();
1946
1947         /*
1948          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1949          * interrupt handler.
1950          */
1951         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1952         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1953 #endif
1954 #else
1955 #error "have you forgotten the isa device?";
1956 #endif
1957
1958         kdb_init();
1959
1960 #ifdef KDB
1961         if (boothowto & RB_KDB)
1962                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1963                     "Boot flags requested debugger");
1964 #endif
1965
1966         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1967         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1968         initializecpucache();
1969
1970         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1971         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1972
1973         /*
1974          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1975          * above the start of the ist2 stack.
1976          */
1977         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1978         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1979         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1980
1981         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1982         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1983             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1984
1985         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1986         ltr(gsel_tss);
1987
1988         /* Set up the fast syscall stuff */
1989         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1990         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1991         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1992         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1993         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1994               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1995         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1996         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1997
1998         getmemsize(kmdp, physfree);
1999         init_param2(physmem);
2000
2001         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2002
2003         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
2004         fpuinit();
2005
2006         /*
2007          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2008          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2009          * area.
2010          */
2011         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2012         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2013         if (use_xsave) {
2014                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2015                     1);
2016                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2017         }
2018         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2019         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2020         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2021         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2022         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2023         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2024
2025         /* transfer to user mode */
2026
2027         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2028         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2029         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2030         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2031         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2032
2033         load_ds(_udatasel);
2034         load_es(_udatasel);
2035         load_fs(_ufssel);
2036
2037         /* setup proc 0's pcb */
2038         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2039         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2040         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2041
2042         env = getenv("kernelname");
2043         if (env != NULL)
2044                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2045
2046         cpu_probe_amdc1e();
2047
2048 #ifdef FDT
2049         x86_init_fdt();
2050 #endif
2051
2052         /* Location of kernel stack for locore */
2053         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2054 }
2055
2056 void
2057 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2058 {
2059
2060         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2061 }
2062
2063 static int
2064 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2065 {
2066         struct bios_smap *smapbase;
2067         struct bios_smap_xattr smap;
2068         caddr_t kmdp;
2069         uint32_t *smapattr;
2070         int count, error, i;
2071
2072         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2073         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2074         if (kmdp == NULL)
2075                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2076         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2077             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2078         if (smapbase == NULL)
2079                 return (0);
2080         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2081             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2082         count = *((uint32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2083         error = 0;
2084         for (i = 0; i < count; i++) {
2085                 smap.base = smapbase[i].base;
2086                 smap.length = smapbase[i].length;
2087                 smap.type = smapbase[i].type;
2088                 if (smapattr != NULL)
2089                         smap.xattr = smapattr[i];
2090                 else
2091                         smap.xattr = 0;
2092                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2093         }
2094         return (error);
2095 }
2096 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2097     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2098
2099 static int
2100 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2101 {
2102         struct efi_map_header *efihdr;
2103         caddr_t kmdp;
2104         uint32_t efisize;
2105
2106         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2107         if (kmdp == NULL)
2108                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2109         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
2110             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
2111         if (efihdr == NULL)
2112                 return (0);
2113         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
2114         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
2115 }
2116 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2117     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
2118
2119 void
2120 spinlock_enter(void)
2121 {
2122         struct thread *td;
2123         register_t flags;
2124
2125         td = curthread;
2126         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2127                 flags = intr_disable();
2128                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2129                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2130         } else
2131                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2132         critical_enter();
2133 }
2134
2135 void
2136 spinlock_exit(void)
2137 {
2138         struct thread *td;
2139         register_t flags;
2140
2141         td = curthread;
2142         critical_exit();
2143         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2144         td->td_md.md_spinlock_count--;
2145         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2146                 intr_restore(flags);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2151  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2152  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2153  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2154  * enough for a backtrace.
2155  */
2156 void
2157 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2158 {
2159
2160         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2161         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2162         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2163         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2164         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2165         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2166         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2167         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2168 }
2169
2170 int
2171 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2172 {
2173
2174         td->td_frame->tf_rip = addr;
2175         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2176         return (0);
2177 }
2178
2179 int
2180 ptrace_single_step(struct thread *td)
2181 {
2182         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2183         return (0);
2184 }
2185
2186 int
2187 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2188 {
2189         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2190         return (0);
2191 }
2192
2193 int
2194 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2195 {
2196         struct trapframe *tp;
2197
2198         tp = td->td_frame;
2199         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2200 }
2201
2202 int
2203 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2204 {
2205         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2206         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2207         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2208         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2209         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2210         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2211         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2212         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2213         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2214         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2215         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2216         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2217         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2218         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2219         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2220         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2221         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2222         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2223         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2224         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2225         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2226                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2227                 regs->r_es = tp->tf_es;
2228                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2229                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2230         } else {
2231                 regs->r_ds = 0;
2232                 regs->r_es = 0;
2233                 regs->r_fs = 0;
2234                 regs->r_gs = 0;
2235         }
2236         return (0);
2237 }
2238
2239 int
2240 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2241 {
2242         struct trapframe *tp;
2243         register_t rflags;
2244
2245         tp = td->td_frame;
2246         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2247         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2248                 return (EINVAL);
2249         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2250         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2251         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2252         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2253         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2254         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2255         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2256         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2257         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2258         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2259         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2260         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2261         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2262         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2263         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2264         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2265         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2266         tp->tf_rflags = rflags;
2267         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2268         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2269         if (0) {        /* XXXKIB */
2270                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2271                 tp->tf_es = regs->r_es;
2272                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2273                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2274                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2275         }
2276         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2277         return (0);
2278 }
2279
2280 /* XXX check all this stuff! */
2281 /* externalize from sv_xmm */
2282 static void
2283 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2284 {
2285         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2286         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2287         int i;
2288
2289         /* pcb -> fpregs */
2290         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2291
2292         /* FPU control/status */
2293         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2294         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2295         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2296         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2297         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2298         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2299         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2300         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2301
2302         /* FPU registers */
2303         for (i = 0; i < 8; ++i)
2304                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2305
2306         /* SSE registers */
2307         for (i = 0; i < 16; ++i)
2308                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2309 }
2310
2311 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2312 static void
2313 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2314 {
2315         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2316         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2317         int i;
2318
2319         /* fpregs -> pcb */
2320         /* FPU control/status */
2321         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2322         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2323         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2324         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2325         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2326         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2327         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2328         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2329
2330         /* FPU registers */
2331         for (i = 0; i < 8; ++i)
2332                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2333
2334         /* SSE registers */
2335         for (i = 0; i < 16; ++i)
2336                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2337 }
2338
2339 /* externalize from td->pcb */
2340 int
2341 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2342 {
2343
2344         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2345             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2346             ("not suspended thread %p", td));
2347         fpugetregs(td);
2348         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2349         return (0);
2350 }
2351
2352 /* internalize to td->pcb */
2353 int
2354 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2355 {
2356
2357         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2358         fpuuserinited(td);
2359         return (0);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Get machine context.
2364  */
2365 int
2366 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2367 {
2368         struct pcb *pcb;
2369         struct trapframe *tp;
2370
2371         pcb = td->td_pcb;
2372         tp = td->td_frame;
2373         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2374         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2375         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2376         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2377         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2378         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2379         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2380         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2381         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2382         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2383         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2384         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2385         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2386         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2387         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2388         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2389         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2390         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2391                 mcp->mc_rax = 0;
2392                 mcp->mc_rdx = 0;
2393                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2394         } else {
2395                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2396                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2397         }
2398         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2399         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2400         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2401         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2402         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2403         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2404         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2405         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2406         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2407         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2408         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2409         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2410         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2411         mcp->mc_xfpustate = 0;
2412         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2413         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2414         return (0);
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Set machine context.
2419  *
2420  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2421  * touch the cs selector.
2422  */
2423 int
2424 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2425 {
2426         struct pcb *pcb;
2427         struct trapframe *tp;
2428         char *xfpustate;
2429         long rflags;
2430         int ret;
2431
2432         pcb = td->td_pcb;
2433         tp = td->td_frame;
2434         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2435             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2436                 return (EINVAL);
2437         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2438             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2439         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2440                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2441                     sizeof(struct savefpu))
2442                         return (EINVAL);
2443                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2444                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2445                     mcp->mc_xfpustate_len);
2446                 if (ret != 0)
2447                         return (ret);
2448         } else
2449                 xfpustate = NULL;
2450         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2451         if (ret != 0)
2452                 return (ret);
2453         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2454         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2455         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2456         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2457         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2458         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2459         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2460         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2461         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2462         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2463         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2464         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2465         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2466         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2467         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2468         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2469         tp->tf_rflags = rflags;
2470         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2471         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2472         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2473         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2474                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2475                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2476                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2477                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2478         }
2479         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2480                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2481                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2482         }
2483         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2484         return (0);
2485 }
2486
2487 static void
2488 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2489     size_t xfpusave_len)
2490 {
2491         size_t max_len, len;
2492
2493         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2494         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2495             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2496         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2497         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2498                 return;
2499         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2500         len = xfpusave_len;
2501         if (len > max_len) {
2502                 len = max_len;
2503                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2504         }
2505         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2506         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2507         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2508 }
2509
2510 static int
2511 set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2512     size_t xfpustate_len)
2513 {
2514         struct savefpu *fpstate;
2515         int error;
2516
2517         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2518                 return (0);
2519         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2520                 return (EINVAL);
2521         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2522                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2523                 fpstate_drop(td);
2524                 error = 0;
2525         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2526             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2527                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2528                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2529                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2530         } else
2531                 return (EINVAL);
2532         return (error);
2533 }
2534
2535 void
2536 fpstate_drop(struct thread *td)
2537 {
2538
2539         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2540         critical_enter();
2541         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2542                 fpudrop();
2543         /*
2544          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2545          * owned it.
2546          *
2547          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2548          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2549          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2550          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2551          * have too many layers.
2552          */
2553         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2554             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2555         critical_exit();
2556 }
2557
2558 int
2559 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2560 {
2561         struct pcb *pcb;
2562
2563         if (td == NULL) {
2564                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2565                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2566                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2567                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2568                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2569                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2570         } else {
2571                 pcb = td->td_pcb;
2572                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2573                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2574                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2575                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2576                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2577                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2578         }
2579         dbregs->dr[4] = 0;
2580         dbregs->dr[5] = 0;
2581         dbregs->dr[8] = 0;
2582         dbregs->dr[9] = 0;
2583         dbregs->dr[10] = 0;
2584         dbregs->dr[11] = 0;
2585         dbregs->dr[12] = 0;
2586         dbregs->dr[13] = 0;
2587         dbregs->dr[14] = 0;
2588         dbregs->dr[15] = 0;
2589         return (0);
2590 }
2591
2592 int
2593 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2594 {
2595         struct pcb *pcb;
2596         int i;
2597
2598         if (td == NULL) {
2599                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2600                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2601                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2602                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2603                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2604                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2605         } else {
2606                 /*
2607                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2608                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2609                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2610                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2611                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2612                  */
2613                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2614                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2615                                 return (EINVAL);
2616                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2617                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2618                                 return (EINVAL);
2619                 }
2620                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2621                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2622                         return (EINVAL);
2623
2624                 pcb = td->td_pcb;
2625
2626                 /*
2627                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2628                  * process's address space.  If a process could do this, it
2629                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2630                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2631                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2632                  * process's address space.
2633                  *
2634                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2635                  * address space is written into from within the kernel
2636                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2637                  * from within kernel mode?
2638                  */
2639
2640                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2641                         /* dr0 is enabled */
2642                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2643                                 return (EINVAL);
2644                 }
2645                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2646                         /* dr1 is enabled */
2647                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2648                                 return (EINVAL);
2649                 }
2650                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2651                         /* dr2 is enabled */
2652                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2653                                 return (EINVAL);
2654                 }
2655                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2656                         /* dr3 is enabled */
2657                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2658                                 return (EINVAL);
2659                 }
2660
2661                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2662                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2663                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2664                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2665                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2666                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2667
2668                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2669         }
2670
2671         return (0);
2672 }
2673
2674 void
2675 reset_dbregs(void)
2676 {
2677
2678         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2679         load_dr0(0);
2680         load_dr1(0);
2681         load_dr2(0);
2682         load_dr3(0);
2683         load_dr6(0);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2688  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2689  */
2690 int
2691 user_dbreg_trap(void)
2692 {
2693         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2694         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2695         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2696         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2697         int i;
2698
2699         dr7 = rdr7();
2700         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2701                 /*
2702                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2703                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2704                  * hardware debug registers
2705                  */
2706                 return 0;
2707         }
2708
2709         nbp = 0;
2710         dr6 = rdr6();
2711         bp = dr6 & 0x0000000f;
2712
2713         if (!bp) {
2714                 /*
2715                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2716                  * trap was not caused by any of the debug registers
2717                  */
2718                 return 0;
2719         }
2720
2721         /*
2722          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2723          * which ones and if any of them are user space addresses
2724          */
2725
2726         if (bp & 0x01) {
2727                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2728         }
2729         if (bp & 0x02) {
2730                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2731         }
2732         if (bp & 0x04) {
2733                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2734         }
2735         if (bp & 0x08) {
2736                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2737         }
2738
2739         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2740                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2741                         /*
2742                          * addr[i] is in user space
2743                          */
2744                         return nbp;
2745                 }
2746         }
2747
2748         /*
2749          * None of the breakpoints are in user space.
2750          */
2751         return 0;
2752 }
2753
2754 #ifdef KDB
2755
2756 /*
2757  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2758  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2759  */
2760
2761 /* silence compiler warnings */
2762 u_char inb_(u_short);
2763 void outb_(u_short, u_char);
2764
2765 u_char
2766 inb_(u_short port)
2767 {
2768         return inb(port);
2769 }
2770
2771 void
2772 outb_(u_short port, u_char data)
2773 {
2774         outb(port, data);
2775 }
2776
2777 #endif /* KDB */