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         /* Build the argument list for the signal handler. */
 388         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 389         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 390         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 391         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 392                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 393                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 394                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 395
 396                 /* Fill in POSIX parts */
 397                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 398                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 399                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 400         } else {
 401                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 402                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 403                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 404                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 405         }
 406         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 407         PROC_UNLOCK(p);
 408
 409         /*
 410          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 411          */
 412         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 413             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 414             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 415             != 0)) {
 416 #ifdef DEBUG
 417                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 418 #endif
 419                 PROC_LOCK(p);
 420                 sigexit(td, SIGILL);
 421         }
 422
 423         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 424         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 425         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 426         regs->tf_cs = _ucodesel;
 427         regs->tf_ds = _udatasel;
 428         regs->tf_ss = _udatasel;
 429         regs->tf_es = _udatasel;
 430         regs->tf_fs = _ufssel;
 431         regs->tf_gs = _ugssel;
 432         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 433         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 434         PROC_LOCK(p);
 435         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 436 }
 437
 438 /*
 439  * System call to cleanup state after a signal
 440  * has been taken.  Reset signal mask and
 441  * stack state from context left by sendsig (above).
 442  * Return to previous pc and psl as specified by
 443  * context left by sendsig. Check carefully to
 444  * make sure that the user has not modified the
 445  * state to gain improper privileges.
 446  *
 447  * MPSAFE
 448  */
 449 int
 450 sys_sigreturn(td, uap)
 451         struct thread *td;
 452         struct sigreturn_args /* {
 453                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 454         } */ *uap;
 455 {
 456         ucontext_t uc;
 457         struct pcb *pcb;
 458         struct proc *p;
 459         struct trapframe *regs;
 460         ucontext_t *ucp;
 461         char *xfpustate;
 462         size_t xfpustate_len;
 463         long rflags;
 464         int cs, error, ret;
 465         ksiginfo_t ksi;
 466
 467         pcb = td->td_pcb;
 468         p = td->td_proc;
 469
 470         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 471         if (error != 0) {
 472                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 473                     p->p_pid, td->td_name);
 474                 return (error);
 475         }
 476         ucp = &uc;
 477         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 478                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 479                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 480                 return (EINVAL);
 481         }
 482         regs = td->td_frame;
 483         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 484         /*
 485          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 486          */
 487         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 488                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 489                     td->td_name, rflags);
 490                 return (EINVAL);
 491         }
 492
 493         /*
 494          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 495          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 496          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 497          */
 498         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 499         if (!CS_SECURE(cs)) {
 500                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 501                     td->td_name, cs);
 502                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 503                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 504                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 505                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 506                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 507                 trapsignal(td, &ksi);
 508                 return (EINVAL);
 509         }
 510
 511         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 512                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 513                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 514                     sizeof(struct savefpu)) {
 515                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 516                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 517                         return (EINVAL);
 518                 }
 519                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 520                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 521                     xfpustate, xfpustate_len);
 522                 if (error != 0) {
 523                         uprintf(
 524         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 525                             p->p_pid, td->td_name);
 526                         return (error);
 527                 }
 528         } else {
 529                 xfpustate = NULL;
 530                 xfpustate_len = 0;
 531         }
 532         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 533         if (ret != 0) {
 534                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 535                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 536                 return (ret);
 537         }
 538         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 539         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 540         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 541
 542 #if defined(COMPAT_43)
 543         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 544                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 545         else
 546                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 547 #endif
 548
 549         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 550         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 551         return (EJUSTRETURN);
 552 }
 553
 554 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 555 int
 556 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 557 {
 558
 559         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 560 }
 561 #endif
 562
 563
 564 /*
 565  * Machine dependent boot() routine
 566  *
 567  * I haven't seen anything to put here yet
 568  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 569  */
 570 void
 571 cpu_boot(int howto)
 572 {
 573 }
 574
 575 /*
 576  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 577  * be made coherent later.
 578  */
 579 void
 580 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 581 {
 582         /* Not applicable */
 583 }
 584
 585 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 586 int
 587 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 588 {
 589         uint64_t tsc1, tsc2;
 590         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 591         register_t reg;
 592
 593         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 594                 return (EINVAL);
 595
 596         /*
 597          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 598          * DELAY(9) based logic fails.
 599          */
 600         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 601                 return (EOPNOTSUPP);
 602
 603 #ifdef SMP
 604         if (smp_cpus > 1) {
 605                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 606                 thread_lock(curthread);
 607                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 608                 thread_unlock(curthread);
 609         }
 610 #endif
 611
 612         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 613         reg = intr_disable();
 614         if (tsc_is_invariant) {
 615                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 616                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 617                 tsc1 = rdtsc();
 618                 DELAY(1000);
 619                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 620                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 621                 tsc2 = rdtsc();
 622                 intr_restore(reg);
 623                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 624                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 625         } else {
 626                 tsc1 = rdtsc();
 627                 DELAY(1000);
 628                 tsc2 = rdtsc();
 629                 intr_restore(reg);
 630                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 631         }
 632
 633 #ifdef SMP
 634         if (smp_cpus > 1) {
 635                 thread_lock(curthread);
 636                 sched_unbind(curthread);
 637                 thread_unlock(curthread);
 638         }
 639 #endif
 640
 641         return (0);
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Shutdown the CPU as much as possible
 646  */
 647 void
 648 cpu_halt(void)
 649 {
 650         for (;;)
 651                 halt();
 652 }
 653
 654 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 655 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 656 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 657 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 658 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 659     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 660
 661 #define STATE_RUNNING   0x0
 662 #define STATE_MWAIT     0x1
 663 #define STATE_SLEEPING  0x2
 664
 665 static void
 666 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 667 {
 668         int *state;
 669
 670         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 671         *state = STATE_SLEEPING;
 672
 673         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 674         disable_intr();
 675         if (sched_runnable())
 676                 enable_intr();
 677         else if (cpu_idle_hook)
 678                 cpu_idle_hook(sbt);
 679         else
 680                 __asm __volatile("sti; hlt");
 681         *state = STATE_RUNNING;
 682 }
 683
 684 static void
 685 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 686 {
 687         int *state;
 688
 689         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 690         *state = STATE_SLEEPING;
 691
 692         /*
 693          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 694          * an interrupt fires during that critical section we may have
 695          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 696          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 697          * To handle this race, check for a runnable thread after
 698          * disabling interrupts and immediately return if one is
 699          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 700          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 701          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 702          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 703          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 704          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 705          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 706          * interrupt.
 707          */
 708         disable_intr();
 709         if (sched_runnable())
 710                 enable_intr();
 711         else
 712                 __asm __volatile("sti; hlt");
 713         *state = STATE_RUNNING;
 714 }
 715
 716 static void
 717 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 718 {
 719         int *state;
 720
 721         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 722         *state = STATE_MWAIT;
 723
 724         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 725         disable_intr();
 726         if (sched_runnable()) {
 727                 enable_intr();
 728                 *state = STATE_RUNNING;
 729                 return;
 730         }
 731         cpu_monitor(state, 0, 0);
 732         if (*state == STATE_MWAIT)
 733                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 734         else
 735                 enable_intr();
 736         *state = STATE_RUNNING;
 737 }
 738
 739 static void
 740 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 741 {
 742         int *state;
 743         int i;
 744
 745         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 746         *state = STATE_RUNNING;
 747
 748         /*
 749          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 750          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 751          * (and it is much better than missing the check at all).
 752          */
 753         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 754                 if (sched_runnable())
 755                         return;
 756                 cpu_spinwait();
 757         }
 758 }
 759
 760 /*
 761  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 762  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 763  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 764  *
 765  * Reference:
 766  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 767  *   #32559 revision 3.00+
 768  */
 769 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 770 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 771 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 772 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 773
 774 static void
 775 cpu_probe_amdc1e(void)
 776 {
 777
 778         /*
 779          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 780          * dual-cores (or future) k8 family.
 781          */
 782         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 783             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 784             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 785                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 786         }
 787 }
 788
 789 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 790
 791 void
 792 cpu_idle(int busy)
 793 {
 794         uint64_t msr;
 795         sbintime_t sbt = -1;
 796
 797         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 798             busy, curcpu);
 799 #ifdef MP_WATCHDOG
 800         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 801 #endif
 802         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 803         if (busy) {
 804                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 805                         cpu_idle_mwait(busy);
 806                         goto out;
 807                 }
 808         }
 809
 810         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 811         if (!busy) {
 812                 critical_enter();
 813                 sbt = cpu_idleclock();
 814         }
 815
 816         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 817         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_c3_sleep) {
 818                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 819                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 820                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 821         }
 822
 823         /* Call main idle method. */
 824         cpu_idle_fn(sbt);
 825
 826         /* Switch timers mack into active mode. */
 827         if (!busy) {
 828                 cpu_activeclock();
 829                 critical_exit();
 830         }
 831 out:
 832         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 833             busy, curcpu);
 834 }
 835
 836 int
 837 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 838 {
 839         struct pcpu *pcpu;
 840         int *state;
 841
 842         pcpu = pcpu_find(cpu);
 843         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 844         /*
 845          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 846          * simply result in unnecessary IPIs.
 847          */
 848         if (*state == STATE_SLEEPING)
 849                 return (0);
 850         if (*state == STATE_MWAIT)
 851                 *state = STATE_RUNNING;
 852         return (1);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Ordered by speed/power consumption.
 857  */
 858 struct {
 859         void    *id_fn;
 860         char    *id_name;
 861 } idle_tbl[] = {
 862         { cpu_idle_spin, "spin" },
 863         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 864         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 865         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 866         { NULL, NULL }
 867 };
 868
 869 static int
 870 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 871 {
 872         char *avail, *p;
 873         int error;
 874         int i;
 875
 876         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 877         p = avail;
 878         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 879                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 880                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 881                         continue;
 882                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 883                     cpu_idle_hook == NULL)
 884                         continue;
 885                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 886                     idle_tbl[i].id_name);
 887         }
 888         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 889         free(avail, M_TEMP);
 890         return (error);
 891 }
 892
 893 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 894     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 895
 896 static int
 897 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 898 {
 899         char buf[16];
 900         int error;
 901         char *p;
 902         int i;
 903
 904         p = "unknown";
 905         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 906                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 907                         p = idle_tbl[i].id_name;
 908                         break;
 909                 }
 910         }
 911         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 912         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 913         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 914                 return (error);
 915         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 916                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 917                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 918                         continue;
 919                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 920                     cpu_idle_hook == NULL)
 921                         continue;
 922                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 923                         continue;
 924                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 925                 return (0);
 926         }
 927         return (EINVAL);
 928 }
 929
 930 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 931     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 932
 933 /*
 934  * Reset registers to default values on exec.
 935  */
 936 void
 937 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 938 {
 939         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 940         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 941
 942         mtx_lock(&dt_lock);
 943         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 944                 user_ldt_free(td);
 945         else
 946                 mtx_unlock(&dt_lock);
 947
 948         pcb->pcb_fsbase = 0;
 949         pcb->pcb_gsbase = 0;
 950         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 951         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 952         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 953
 954         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 955         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 956         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 957         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 958         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 959         regs->tf_ss = _udatasel;
 960         regs->tf_cs = _ucodesel;
 961         regs->tf_ds = _udatasel;
 962         regs->tf_es = _udatasel;
 963         regs->tf_fs = _ufssel;
 964         regs->tf_gs = _ugssel;
 965         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 966         td->td_retval[1] = 0;
 967
 968         /*
 969          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 970          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 971          */
 972         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 973                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 974                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 975                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 976                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 977                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 978                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 979                 if (pcb == curpcb) {
 980                         /*
 981                          * Clear the debug registers on the running
 982                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 983                          * the next process we switch to.
 984                          */
 985                         reset_dbregs();
 986                 }
 987                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
 988         }
 989
 990         /*
 991          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 992          * clean FP state if it uses the FPU again.
 993          */
 994         fpstate_drop(td);
 995 }
 996
 997 void
 998 cpu_setregs(void)
 999 {
1000         register_t cr0;
1001
1002         cr0 = rcr0();
1003         /*
1004          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1005          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1006          */
1007         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1008         load_cr0(cr0);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1013  */
1014
1015 /*
1016  * Initialize segments & interrupt table
1017  */
1018
1019 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1020 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1021 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1022
1023 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1024
1025 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1026 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1027
1028 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1029
1030 /*
1031  * Software prototypes -- in more palatable form.
1032  *
1033  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1034  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1035  */
1036 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1037 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1038 {       .ssd_base = 0x0,
1039         .ssd_limit = 0x0,
1040         .ssd_type = 0,
1041         .ssd_dpl = 0,
1042         .ssd_p = 0,
1043         .ssd_long = 0,
1044         .ssd_def32 = 0,
1045         .ssd_gran = 0           },
1046 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1047 {       .ssd_base = 0x0,
1048         .ssd_limit = 0x0,
1049         .ssd_type = 0,
1050         .ssd_dpl = 0,
1051         .ssd_p = 0,
1052         .ssd_long = 0,
1053         .ssd_def32 = 0,
1054         .ssd_gran = 0           },
1055 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1056 {       .ssd_base = 0x0,
1057         .ssd_limit = 0xfffff,
1058         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1059         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1060         .ssd_p = 1,
1061         .ssd_long = 0,
1062         .ssd_def32 = 1,
1063         .ssd_gran = 1           },
1064 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1065 {       .ssd_base = 0x0,
1066         .ssd_limit = 0xfffff,
1067         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1068         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1069         .ssd_p = 1,
1070         .ssd_long = 0,
1071         .ssd_def32 = 1,
1072         .ssd_gran = 1           },
1073 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1074 {       .ssd_base = 0x0,
1075         .ssd_limit = 0xfffff,
1076         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1077         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1078         .ssd_p = 1,
1079         .ssd_long = 1,
1080         .ssd_def32 = 0,
1081         .ssd_gran = 1           },
1082 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1083 {       .ssd_base = 0x0,
1084         .ssd_limit = 0xfffff,
1085         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1086         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1087         .ssd_p = 1,
1088         .ssd_long = 1,
1089         .ssd_def32 = 0,
1090         .ssd_gran = 1           },
1091 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1092 {       .ssd_base = 0x0,
1093         .ssd_limit = 0xfffff,
1094         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1095         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1096         .ssd_p = 1,
1097         .ssd_long = 0,
1098         .ssd_def32 = 1,
1099         .ssd_gran = 1           },
1100 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1101 {       .ssd_base = 0x0,
1102         .ssd_limit = 0xfffff,
1103         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1104         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1105         .ssd_p = 1,
1106         .ssd_long = 0,
1107         .ssd_def32 = 1,
1108         .ssd_gran = 1           },
1109 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1110 {       .ssd_base = 0x0,
1111         .ssd_limit = 0xfffff,
1112         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1113         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1114         .ssd_p = 1,
1115         .ssd_long = 1,
1116         .ssd_def32 = 0,
1117         .ssd_gran = 1           },
1118 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1119 {       .ssd_base = 0x0,
1120         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1121         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1122         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1123         .ssd_p = 1,
1124         .ssd_long = 0,
1125         .ssd_def32 = 0,
1126         .ssd_gran = 0           },
1127 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1128 {       .ssd_base = 0x0,
1129         .ssd_limit = 0x0,
1130         .ssd_type = 0,
1131         .ssd_dpl = 0,
1132         .ssd_p = 0,
1133         .ssd_long = 0,
1134         .ssd_def32 = 0,
1135         .ssd_gran = 0           },
1136 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1137 {       .ssd_base = 0x0,
1138         .ssd_limit = 0x0,
1139         .ssd_type = 0,
1140         .ssd_dpl = 0,
1141         .ssd_p = 0,
1142         .ssd_long = 0,
1143         .ssd_def32 = 0,
1144         .ssd_gran = 0           },
1145 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1146 {       .ssd_base = 0x0,
1147         .ssd_limit = 0x0,
1148         .ssd_type = 0,
1149         .ssd_dpl = 0,
1150         .ssd_p = 0,
1151         .ssd_long = 0,
1152         .ssd_def32 = 0,
1153         .ssd_gran = 0           },
1154 };
1155
1156 void
1157 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1158 {
1159         struct gate_descriptor *ip;
1160
1161         ip = idt + idx;
1162         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1163         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1164         ip->gd_ist = ist;
1165         ip->gd_xx = 0;
1166         ip->gd_type = typ;
1167         ip->gd_dpl = dpl;
1168         ip->gd_p = 1;
1169         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1170 }
1171
1172 extern inthand_t
1173         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1174         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1175         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1176         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1177         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1178 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1179         IDTVEC(dtrace_ret),
1180 #endif
1181 #ifdef XENHVM
1182         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1183 #endif
1184         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1185
1186 #ifdef DDB
1187 /*
1188  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1189  * the default 'rsvd' entry point.
1190  */
1191 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1192 {
1193         struct gate_descriptor *ip;
1194         int idx;
1195         uintptr_t func;
1196
1197         ip = idt;
1198         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1199                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1200                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1201                         db_printf("%3d\t", idx);
1202                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1203                         db_printf("\n");
1204                 }
1205                 ip++;
1206         }
1207 }
1208
1209 /* Show privileged registers. */
1210 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1211 {
1212         struct {
1213                 uint16_t limit;
1214                 uint64_t base;
1215         } __packed idtr, gdtr;
1216         uint16_t ldt, tr;
1217
1218         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1219         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1220             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1221         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1222         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1223             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1224         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1225         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1226         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1227         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1228         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1229         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1230         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1231         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1232         if (rcr4() & CR4_XSAVE)
1233                 db_printf("xcr0\t0x%016lx\n", rxcr(0));
1234         db_printf("EFER\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1235         if (cpu_feature2 & (CPUID2_VMX | CPUID2_SMX))
1236                 db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n",
1237                     rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1238         db_printf("DEBUG_CTL\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1239         db_printf("PAT\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1240         db_printf("GSBASE\t0x%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1241 }
1242
1243 DB_SHOW_COMMAND(dbregs, db_show_dbregs)
1244 {
1245
1246         db_printf("dr0\t0x%016lx\n", rdr0());
1247         db_printf("dr1\t0x%016lx\n", rdr1());
1248         db_printf("dr2\t0x%016lx\n", rdr2());
1249         db_printf("dr3\t0x%016lx\n", rdr3());
1250         db_printf("dr6\t0x%016lx\n", rdr6());
1251         db_printf("dr7\t0x%016lx\n", rdr7());
1252 }
1253 #endif
1254
1255 void
1256 sdtossd(sd, ssd)
1257         struct user_segment_descriptor *sd;
1258         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1259 {
1260
1261         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1262         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1263         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1264         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1265         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1266         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1267         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1268         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1269 }
1270
1271 void
1272 ssdtosd(ssd, sd)
1273         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1274         struct user_segment_descriptor *sd;
1275 {
1276
1277         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1278         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1279         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1280         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1281         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1282         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1283         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1284         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1285         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1286         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1287 }
1288
1289 void
1290 ssdtosyssd(ssd, sd)
1291         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1292         struct system_segment_descriptor *sd;
1293 {
1294
1295         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1296         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1297         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1298         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1299         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1300         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1301         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1302         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1303 }
1304
1305 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1306 #include <isa/isavar.h>
1307 #include <isa/isareg.h>
1308 /*
1309  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1310  * and is only suitable for use at probe time.
1311  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1312  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1313  * implementation in the apic driver code, if at all.
1314  */
1315 intrmask_t
1316 isa_irq_pending(void)
1317 {
1318         u_char irr1;
1319         u_char irr2;
1320
1321         irr1 = inb(IO_ICU1);
1322         irr2 = inb(IO_ICU2);
1323         return ((irr2 << 8) | irr1);
1324 }
1325 #endif
1326
1327 u_int basemem;
1328
1329 static int
1330 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1331     int *physmap_idxp)
1332 {
1333         int i, insert_idx, physmap_idx;
1334
1335         physmap_idx = *physmap_idxp;
1336
1337         if (length == 0)
1338                 return (1);
1339
1340         /*
1341          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1342          * assuming the new entry will be added to the end.
1343          *
1344          * NB: physmap_idx points to the next free slot.
1345          */
1346         insert_idx = physmap_idx;
1347         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1348                 if (base < physmap[i + 1]) {
1349                         if (base + length <= physmap[i]) {
1350                                 insert_idx = i;
1351                                 break;
1352                         }
1353                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1354                                 printf(
1355                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1356                         return (1);
1357                 }
1358         }
1359
1360         /* See if we can prepend to the next entry. */
1361         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1362                 physmap[insert_idx] = base;
1363                 return (1);
1364         }
1365
1366         /* See if we can append to the previous entry. */
1367         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1368                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1369                 return (1);
1370         }
1371
1372         physmap_idx += 2;
1373         *physmap_idxp = physmap_idx;
1374         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1375                 printf(
1376                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1377                 return (0);
1378         }
1379
1380         /*
1381          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1382          * entry if needed.
1383          */
1384         for (i = (physmap_idx - 2); i > insert_idx; i -= 2) {
1385                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1386                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1387         }
1388
1389         /* Insert the new entry. */
1390         physmap[insert_idx] = base;
1391         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1392         return (1);
1393 }
1394
1395 static void
1396 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1397     int *physmap_idx)
1398 {
1399         struct bios_smap *smap, *smapend;
1400         u_int32_t smapsize;
1401
1402         /*
1403          * Memory map from INT 15:E820.
1404          *
1405          * subr_module.c says:
1406          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1407          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1408          */
1409         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1410         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1411
1412         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1413                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1414                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1415                             smap->type, smap->base, smap->length);
1416
1417                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1418                         continue;
1419
1420                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1421                     physmap_idx))
1422                         break;
1423         }
1424 }
1425
1426 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1427         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1428
1429 static void
1430 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1431     int *physmap_idx)
1432 {
1433         struct efi_md *map, *p;
1434         const char *type;
1435         size_t efisz;
1436         int ndesc, i;
1437
1438         static const char *types[] = {
1439                 "Reserved",
1440                 "LoaderCode",
1441                 "LoaderData",
1442                 "BootServicesCode",
1443                 "BootServicesData",
1444                 "RuntimeServicesCode",
1445                 "RuntimeServicesData",
1446                 "ConventionalMemory",
1447                 "UnusableMemory",
1448                 "ACPIReclaimMemory",
1449                 "ACPIMemoryNVS",
1450                 "MemoryMappedIO",
1451                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1452                 "PalCode"
1453         };
1454
1455         /*
1456          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1457          * Boot Services API.
1458          */
1459         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1460         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1461
1462         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1463                 return;
1464         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1465
1466         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1467                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1468                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1469
1470         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1471             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1472                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1473                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1474                                 type = types[p->md_type];
1475                         else
1476                                 type = "<INVALID>";
1477                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1478                             p->md_virt, p->md_pages);
1479                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1480                                 printf("UC ");
1481                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1482                                 printf("WC ");
1483                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1484                                 printf("WT ");
1485                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1486                                 printf("WB ");
1487                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1488                                 printf("UCE ");
1489                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1490                                 printf("WP ");
1491                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1492                                 printf("RP ");
1493                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1494                                 printf("XP ");
1495                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1496                                 printf("RUNTIME");
1497                         printf("\n");
1498                 }
1499
1500                 switch (p->md_type) {
1501                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1502                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1503                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1504                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1505                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1506                         /*
1507                          * We're allowed to use any entry with these types.
1508                          */
1509                         break;
1510                 default:
1511                         continue;
1512                 }
1513
1514                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1515                     physmap, physmap_idx))
1516                         break;
1517         }
1518 }
1519
1520 static char bootmethod[16] = "";
1521 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1522     "System firmware boot method");
1523
1524 #define PAGES_PER_GB    (1024 * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE)
1525
1526 /*
1527  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1528  * available physical memory in the system, then test this memory and
1529  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1530  *
1531  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1532  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1533  *
1534  * XXX first should be vm_paddr_t.
1535  */
1536 static void
1537 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1538 {
1539         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1540         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1541         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1542         pt_entry_t *pte;
1543         struct bios_smap *smapbase;
1544         struct efi_map_header *efihdr;
1545         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1546         int page_counter;
1547
1548         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1549         physmap_idx = 0;
1550
1551         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1552             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1553         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1554             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1555
1556         if (efihdr != NULL) {
1557                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, &physmap_idx);
1558                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1559         } else if (smapbase != NULL) {
1560                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
1561                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1562         } else {
1563                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1564         }
1565
1566         physmap_idx -= 2;
1567
1568         /*
1569          * Find the 'base memory' segment for SMP
1570          */
1571         basemem = 0;
1572         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1573                 if (physmap[i] <= 0xA0000) {
1574                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1575                         break;
1576                 }
1577         }
1578         if (basemem == 0 || basemem > 640) {
1579                 if (bootverbose)
1580                         printf(
1581                 "Memory map doesn't contain a basemem segment, faking it");
1582                 basemem = 640;
1583         }
1584
1585 #ifdef SMP
1586         /* make hole for AP bootstrap code */
1587         if (physmap[1] >= 0x100000000)
1588                 panic("Basemem segment is not suitable for AP bootstrap code!");
1589         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1590 #endif
1591
1592         /*
1593          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1594          * highest page of the physical address space.  It should be
1595          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1596          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1597          */
1598         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1599
1600 #ifdef MAXMEM
1601         Maxmem = MAXMEM / 4;
1602 #endif
1603
1604         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1605                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1606
1607         /*
1608          * The boot memory test is disabled by default, as it takes a
1609          * significant amount of time on large-memory systems, and is
1610          * unfriendly to virtual machines as it unnecessarily touches all
1611          * pages.
1612          *
1613          * A general name is used as the code may be extended to support
1614          * additional tests beyond the current "page present" test.
1615          */
1616         memtest = 0;
1617         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1618
1619         /*
1620          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1621          * in the system.
1622          */
1623         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1624                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1625
1626         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1627             (boothowto & RB_VERBOSE))
1628                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1629
1630         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1631         pmap_bootstrap(&first);
1632
1633         /*
1634          * Size up each available chunk of physical memory.
1635          *
1636          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1637          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1638          * running in a VM.
1639          */
1640         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1641         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1642         if (physmap[0] < physmem_start) {
1643                 if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1644                         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1645                 else if (physmem_start >= physmap[1])
1646                         physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1647                 else
1648                         physmap[0] = round_page(physmem_start);
1649         }
1650         pa_indx = 0;
1651         da_indx = 1;
1652         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1653         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1654         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1655         pte = CMAP1;
1656
1657         /*
1658          * Get dcons buffer address
1659          */
1660         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1661             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1662                 dcons_addr = 0;
1663
1664         /*
1665          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1666          * round up the start address and round down the end address.
1667          */
1668         page_counter = 0;
1669         if (memtest != 0)
1670                 printf("Testing system memory");
1671         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1672                 vm_paddr_t end;
1673
1674                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1675                 if (physmap[i + 1] < end)
1676                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1677                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1678                         int tmp, page_bad, full;
1679                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1680
1681                         full = FALSE;
1682                         /*
1683                          * block out kernel memory as not available.
1684                          */
1685                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1686                                 goto do_dump_avail;
1687
1688                         /*
1689                          * block out dcons buffer
1690                          */
1691                         if (dcons_addr > 0
1692                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1693                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1694                                 goto do_dump_avail;
1695
1696                         page_bad = FALSE;
1697                         if (memtest == 0)
1698                                 goto skip_memtest;
1699
1700                         /*
1701                          * Print a "." every GB to show we're making
1702                          * progress.
1703                          */
1704                         page_counter++;
1705                         if ((page_counter % PAGES_PER_GB) == 0)
1706                                 printf(".");
1707
1708                         /*
1709                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1710                          */
1711                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1712                         invltlb();
1713
1714                         tmp = *(int *)ptr;
1715                         /*
1716                          * Test for alternating 1's and 0's
1717                          */
1718                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1719                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1720                                 page_bad = TRUE;
1721                         /*
1722                          * Test for alternating 0's and 1's
1723                          */
1724                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1725                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1726                                 page_bad = TRUE;
1727                         /*
1728                          * Test for all 1's
1729                          */
1730                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1731                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1732                                 page_bad = TRUE;
1733                         /*
1734                          * Test for all 0's
1735                          */
1736                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1737                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1738                                 page_bad = TRUE;
1739                         /*
1740                          * Restore original value.
1741                          */
1742                         *(int *)ptr = tmp;
1743
1744 skip_memtest:
1745                         /*
1746                          * Adjust array of valid/good pages.
1747                          */
1748                         if (page_bad == TRUE)
1749                                 continue;
1750                         /*
1751                          * If this good page is a continuation of the
1752                          * previous set of good pages, then just increase
1753                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1754                          * Note that "end" points one higher than end,
1755                          * making the range >= start and < end.
1756                          * If we're also doing a speculative memory
1757                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1758                          * so that we keep going. The first bad page
1759                          * will terminate the loop.
1760                          */
1761                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1762                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1763                         } else {
1764                                 pa_indx++;
1765                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1766                                         printf(
1767                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1768                                         pa_indx--;
1769                                         full = TRUE;
1770                                         goto do_dump_avail;
1771                                 }
1772                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1773                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1774                         }
1775                         physmem++;
1776 do_dump_avail:
1777                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1778                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1779                         } else {
1780                                 da_indx++;
1781                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1782                                         da_indx--;
1783                                         goto do_next;
1784                                 }
1785                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1786                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1787                         }
1788 do_next:
1789                         if (full)
1790                                 break;
1791                 }
1792         }
1793         *pte = 0;
1794         invltlb();
1795         if (memtest != 0)
1796                 printf("\n");
1797
1798         /*
1799          * XXX
1800          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1801          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1802          * calculation, etc.).
1803          */
1804         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1805             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1806                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1807                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1808                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1809         }
1810
1811         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1812
1813         /* Trim off space for the message buffer. */
1814         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1815
1816         /* Map the message buffer. */
1817         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1818 }
1819
1820 u_int64_t
1821 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1822 {
1823         caddr_t kmdp;
1824         int gsel_tss, x;
1825         struct pcpu *pc;
1826         struct nmi_pcpu *np;
1827         struct xstate_hdr *xhdr;
1828         u_int64_t msr;
1829         char *env;
1830         size_t kstack0_sz;
1831
1832         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1833         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1834         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1835         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1836         physfree += kstack0_sz;
1837
1838         /*
1839          * This may be done better later if it gets more high level
1840          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1841          */
1842         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1843
1844         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1845         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1846         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1847         if (kmdp == NULL)
1848                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1849         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1850         init_static_kenv(MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE, 0);
1851 #ifdef DDB
1852         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1853         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1854 #endif
1855
1856         /* Init basic tunables, hz etc */
1857         init_param1();
1858
1859         /*
1860          * make gdt memory segments
1861          */
1862         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1863                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1864                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1865                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1866         }
1867         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1868         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1869             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1870
1871         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1872         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1873         lgdt(&r_gdt);
1874         pc = &__pcpu[0];
1875
1876         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1877         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1878         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1879
1880         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1881         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1882         physfree += DPCPU_SIZE;
1883         PCPU_SET(prvspace, pc);
1884         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1885         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1886         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1887         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1888         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1889         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1890         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1891
1892         /*
1893          * Initialize mutexes.
1894          *
1895          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1896          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1897          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1898          *           under witness.
1899          */
1900         mutex_init();
1901         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1902         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1903
1904         /* exceptions */
1905         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1906                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1907         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1908         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1909         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1910         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1911         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1912         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1913         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1914         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1915         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1916         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1917         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1918         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1919         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1920         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1921         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1922         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1923         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1924         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1925         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1926 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1927         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1928 #endif
1929 #ifdef XENHVM
1930         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1931 #endif
1932
1933         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1934         r_idt.rd_base = (long) idt;
1935         lidt(&r_idt);
1936
1937         /*
1938          * Initialize the i8254 before the console so that console
1939          * initialization can use DELAY().
1940          */
1941         i8254_init();
1942
1943         /*
1944          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1945          * transition).
1946          */
1947         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1948             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1949                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1950
1951         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1952         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1953         initializecpucache();
1954
1955         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1956         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1957
1958         /*
1959          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1960          * above the start of the ist2 stack.
1961          */
1962         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1963         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1964         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1965
1966         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1967         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1968             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1969
1970         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1971         ltr(gsel_tss);
1972
1973         /* Set up the fast syscall stuff */
1974         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1975         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1976         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1977         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1978         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1979               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1980         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1981         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1982
1983         getmemsize(kmdp, physfree);
1984         init_param2(physmem);
1985
1986         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1987
1988         cninit();
1989
1990 #ifdef DEV_ISA
1991 #ifdef DEV_ATPIC
1992         elcr_probe();
1993         atpic_startup();
1994 #else
1995         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1996         atpic_reset();
1997
1998         /*
1999          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
2000          * interrupt handler.
2001          */
2002         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2003         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2004 #endif
2005 #else
2006 #error "have you forgotten the isa device?";
2007 #endif
2008
2009         kdb_init();
2010
2011 #ifdef KDB
2012         if (boothowto & RB_KDB)
2013                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
2014                     "Boot flags requested debugger");
2015 #endif
2016
2017         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
2018         fpuinit();
2019
2020         /*
2021          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2022          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2023          * area.
2024          */
2025         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2026         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2027         if (use_xsave) {
2028                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2029                     1);
2030                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2031         }
2032         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2033         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2034         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2035         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2036         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2037         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2038
2039         /* transfer to user mode */
2040
2041         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2042         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2043         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2044         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2045         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2046
2047         load_ds(_udatasel);
2048         load_es(_udatasel);
2049         load_fs(_ufssel);
2050
2051         /* setup proc 0's pcb */
2052         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2053         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2054         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2055
2056         env = getenv("kernelname");
2057         if (env != NULL)
2058                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2059
2060         cpu_probe_amdc1e();
2061
2062 #ifdef FDT
2063         x86_init_fdt();
2064 #endif
2065
2066         /* Location of kernel stack for locore */
2067         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2068 }
2069
2070 void
2071 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2072 {
2073
2074         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2075 }
2076
2077 static int
2078 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2079 {
2080         struct bios_smap *smapbase;
2081         struct bios_smap_xattr smap;
2082         caddr_t kmdp;
2083         uint32_t *smapattr;
2084         int count, error, i;
2085
2086         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2087         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2088         if (kmdp == NULL)
2089                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2090         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2091             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2092         if (smapbase == NULL)
2093                 return (0);
2094         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2095             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2096         count = *((uint32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2097         error = 0;
2098         for (i = 0; i < count; i++) {
2099                 smap.base = smapbase[i].base;
2100                 smap.length = smapbase[i].length;
2101                 smap.type = smapbase[i].type;
2102                 if (smapattr != NULL)
2103                         smap.xattr = smapattr[i];
2104                 else
2105                         smap.xattr = 0;
2106                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2107         }
2108         return (error);
2109 }
2110 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2111     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2112
2113 static int
2114 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2115 {
2116         struct efi_map_header *efihdr;
2117         caddr_t kmdp;
2118         uint32_t efisize;
2119
2120         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2121         if (kmdp == NULL)
2122                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2123         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
2124             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
2125         if (efihdr == NULL)
2126                 return (0);
2127         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
2128         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
2129 }
2130 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2131     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
2132
2133 void
2134 spinlock_enter(void)
2135 {
2136         struct thread *td;
2137         register_t flags;
2138
2139         td = curthread;
2140         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2141                 flags = intr_disable();
2142                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2143                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2144         } else
2145                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2146         critical_enter();
2147 }
2148
2149 void
2150 spinlock_exit(void)
2151 {
2152         struct thread *td;
2153         register_t flags;
2154
2155         td = curthread;
2156         critical_exit();
2157         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2158         td->td_md.md_spinlock_count--;
2159         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2160                 intr_restore(flags);
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2165  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2166  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2167  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2168  * enough for a backtrace.
2169  */
2170 void
2171 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2172 {
2173
2174         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2175         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2176         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2177         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2178         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2179         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2180         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2181         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2182 }
2183
2184 int
2185 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2186 {
2187
2188         td->td_frame->tf_rip = addr;
2189         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2190         return (0);
2191 }
2192
2193 int
2194 ptrace_single_step(struct thread *td)
2195 {
2196         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2197         return (0);
2198 }
2199
2200 int
2201 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2202 {
2203         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2204         return (0);
2205 }
2206
2207 int
2208 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2209 {
2210         struct trapframe *tp;
2211
2212         tp = td->td_frame;
2213         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2214 }
2215
2216 int
2217 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2218 {
2219         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2220         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2221         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2222         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2223         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2224         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2225         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2226         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2227         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2228         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2229         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2230         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2231         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2232         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2233         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2234         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2235         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2236         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2237         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2238         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2239         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2240                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2241                 regs->r_es = tp->tf_es;
2242                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2243                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2244         } else {
2245                 regs->r_ds = 0;
2246                 regs->r_es = 0;
2247                 regs->r_fs = 0;
2248                 regs->r_gs = 0;
2249         }
2250         return (0);
2251 }
2252
2253 int
2254 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2255 {
2256         struct trapframe *tp;
2257         register_t rflags;
2258
2259         tp = td->td_frame;
2260         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2261         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2262                 return (EINVAL);
2263         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2264         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2265         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2266         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2267         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2268         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2269         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2270         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2271         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2272         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2273         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2274         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2275         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2276         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2277         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2278         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2279         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2280         tp->tf_rflags = rflags;
2281         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2282         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2283         if (0) {        /* XXXKIB */
2284                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2285                 tp->tf_es = regs->r_es;
2286                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2287                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2288                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2289         }
2290         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2291         return (0);
2292 }
2293
2294 /* XXX check all this stuff! */
2295 /* externalize from sv_xmm */
2296 static void
2297 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2298 {
2299         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2300         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2301         int i;
2302
2303         /* pcb -> fpregs */
2304         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2305
2306         /* FPU control/status */
2307         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2308         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2309         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2310         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2311         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2312         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2313         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2314         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2315
2316         /* FPU registers */
2317         for (i = 0; i < 8; ++i)
2318                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2319
2320         /* SSE registers */
2321         for (i = 0; i < 16; ++i)
2322                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2323 }
2324
2325 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2326 static void
2327 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2328 {
2329         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2330         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2331         int i;
2332
2333         /* fpregs -> pcb */
2334         /* FPU control/status */
2335         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2336         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2337         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2338         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2339         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2340         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2341         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2342         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2343
2344         /* FPU registers */
2345         for (i = 0; i < 8; ++i)
2346                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2347
2348         /* SSE registers */
2349         for (i = 0; i < 16; ++i)
2350                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2351 }
2352
2353 /* externalize from td->pcb */
2354 int
2355 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2356 {
2357
2358         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2359             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2360             ("not suspended thread %p", td));
2361         fpugetregs(td);
2362         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2363         return (0);
2364 }
2365
2366 /* internalize to td->pcb */
2367 int
2368 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2369 {
2370
2371         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2372         fpuuserinited(td);
2373         return (0);
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Get machine context.
2378  */
2379 int
2380 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2381 {
2382         struct pcb *pcb;
2383         struct trapframe *tp;
2384
2385         pcb = td->td_pcb;
2386         tp = td->td_frame;
2387         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2388         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2389         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2390         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2391         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2392         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2393         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2394         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2395         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2396         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2397         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2398         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2399         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2400         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2401         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2402         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2403         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2404         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2405                 mcp->mc_rax = 0;
2406                 mcp->mc_rdx = 0;
2407                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2408         } else {
2409                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2410                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2411         }
2412         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2413         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2414         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2415         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2416         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2417         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2418         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2419         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2420         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2421         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2422         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2423         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2424         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2425         mcp->mc_xfpustate = 0;
2426         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2427         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2428         return (0);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Set machine context.
2433  *
2434  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2435  * touch the cs selector.
2436  */
2437 int
2438 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2439 {
2440         struct pcb *pcb;
2441         struct trapframe *tp;
2442         char *xfpustate;
2443         long rflags;
2444         int ret;
2445
2446         pcb = td->td_pcb;
2447         tp = td->td_frame;
2448         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2449             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2450                 return (EINVAL);
2451         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2452             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2453         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2454                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2455                     sizeof(struct savefpu))
2456                         return (EINVAL);
2457                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2458                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2459                     mcp->mc_xfpustate_len);
2460                 if (ret != 0)
2461                         return (ret);
2462         } else
2463                 xfpustate = NULL;
2464         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2465         if (ret != 0)
2466                 return (ret);
2467         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2468         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2469         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2470         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2471         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2472         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2473         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2474         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2475         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2476         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2477         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2478         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2479         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2480         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2481         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2482         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2483         tp->tf_rflags = rflags;
2484         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2485         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2486         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2487         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2488                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2489                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2490                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2491                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2492         }
2493         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2494                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2495                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2496         }
2497         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2498         return (0);
2499 }
2500
2501 static void
2502 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2503     size_t xfpusave_len)
2504 {
2505         size_t max_len, len;
2506
2507         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2508         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2509             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2510         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2511         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2512                 return;
2513         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2514         len = xfpusave_len;
2515         if (len > max_len) {
2516                 len = max_len;
2517                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2518         }
2519         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2520         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2521         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2522 }
2523
2524 static int
2525 set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2526     size_t xfpustate_len)
2527 {
2528         struct savefpu *fpstate;
2529         int error;
2530
2531         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2532                 return (0);
2533         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2534                 return (EINVAL);
2535         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2536                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2537                 fpstate_drop(td);
2538                 error = 0;
2539         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2540             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2541                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2542                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2543                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2544         } else
2545                 return (EINVAL);
2546         return (error);
2547 }
2548
2549 void
2550 fpstate_drop(struct thread *td)
2551 {
2552
2553         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2554         critical_enter();
2555         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2556                 fpudrop();
2557         /*
2558          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2559          * owned it.
2560          *
2561          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2562          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2563          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2564          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2565          * have too many layers.
2566          */
2567         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2568             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2569         critical_exit();
2570 }
2571
2572 int
2573 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2574 {
2575         struct pcb *pcb;
2576
2577         if (td == NULL) {
2578                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2579                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2580                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2581                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2582                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2583                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2584         } else {
2585                 pcb = td->td_pcb;
2586                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2587                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2588                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2589                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2590                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2591                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2592         }
2593         dbregs->dr[4] = 0;
2594         dbregs->dr[5] = 0;
2595         dbregs->dr[8] = 0;
2596         dbregs->dr[9] = 0;
2597         dbregs->dr[10] = 0;
2598         dbregs->dr[11] = 0;
2599         dbregs->dr[12] = 0;
2600         dbregs->dr[13] = 0;
2601         dbregs->dr[14] = 0;
2602         dbregs->dr[15] = 0;
2603         return (0);
2604 }
2605
2606 int
2607 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2608 {
2609         struct pcb *pcb;
2610         int i;
2611
2612         if (td == NULL) {
2613                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2614                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2615                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2616                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2617                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2618                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2619         } else {
2620                 /*
2621                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2622                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2623                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2624                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2625                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2626                  */
2627                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2628                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2629                                 return (EINVAL);
2630                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2631                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2632                                 return (EINVAL);
2633                 }
2634                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2635                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2636                         return (EINVAL);
2637
2638                 pcb = td->td_pcb;
2639
2640                 /*
2641                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2642                  * process's address space.  If a process could do this, it
2643                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2644                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2645                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2646                  * process's address space.
2647                  *
2648                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2649                  * address space is written into from within the kernel
2650                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2651                  * from within kernel mode?
2652                  */
2653
2654                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2655                         /* dr0 is enabled */
2656                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2657                                 return (EINVAL);
2658                 }
2659                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2660                         /* dr1 is enabled */
2661                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2662                                 return (EINVAL);
2663                 }
2664                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2665                         /* dr2 is enabled */
2666                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2667                                 return (EINVAL);
2668                 }
2669                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2670                         /* dr3 is enabled */
2671                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2672                                 return (EINVAL);
2673                 }
2674
2675                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2676                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2677                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2678                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2679                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2680                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2681
2682                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2683         }
2684
2685         return (0);
2686 }
2687
2688 void
2689 reset_dbregs(void)
2690 {
2691
2692         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2693         load_dr0(0);
2694         load_dr1(0);
2695         load_dr2(0);
2696         load_dr3(0);
2697         load_dr6(0);
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2702  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2703  */
2704 int
2705 user_dbreg_trap(void)
2706 {
2707         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2708         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2709         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2710         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2711         int i;
2712
2713         dr7 = rdr7();
2714         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2715                 /*
2716                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2717                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2718                  * hardware debug registers
2719                  */
2720                 return 0;
2721         }
2722
2723         nbp = 0;
2724         dr6 = rdr6();
2725         bp = dr6 & 0x0000000f;
2726
2727         if (!bp) {
2728                 /*
2729                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2730                  * trap was not caused by any of the debug registers
2731                  */
2732                 return 0;
2733         }
2734
2735         /*
2736          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2737          * which ones and if any of them are user space addresses
2738          */
2739
2740         if (bp & 0x01) {
2741                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2742         }
2743         if (bp & 0x02) {
2744                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2745         }
2746         if (bp & 0x04) {
2747                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2748         }
2749         if (bp & 0x08) {
2750                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2751         }
2752
2753         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2754                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2755                         /*
2756                          * addr[i] is in user space
2757                          */
2758                         return nbp;
2759                 }
2760         }
2761
2762         /*
2763          * None of the breakpoints are in user space.
2764          */
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 #ifdef KDB
2769
2770 /*
2771  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2772  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2773  */
2774
2775 /* silence compiler warnings */
2776 u_char inb_(u_short);
2777 void outb_(u_short, u_char);
2778
2779 u_char
2780 inb_(u_short port)
2781 {
2782         return inb(port);
2783 }
2784
2785 void
2786 outb_(u_short port, u_char data)
2787 {
2788         outb(port, data);
2789 }
2790
2791 #endif /* KDB */