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 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 157 extern void identify_cpu(void);
 158 extern void panicifcpuunsupported(void);
 159
 160 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 161 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 162
 163 static void cpu_startup(void *);
 164 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp,
 165     char *xfpusave, size_t xfpusave_len);
 166 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp,
 167     char *xfpustate, size_t xfpustate_len);
 168 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 169
 170 /*
 171  * The file "conf/ldscript.amd64" defines the symbol "kernphys".  Its value is
 172  * the physical address at which the kernel is loaded.
 173  */
 174 extern char kernphys[];
 175 #ifdef DDB
 176 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 177 #endif
 178
 179 struct msgbuf *msgbufp;
 180
 181 /* Intel ICH registers */
 182 #define ICH_PMBASE      0x400
 183 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 184
 185 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
 186
 187 int cold = 1;
 188
 189 long Maxmem = 0;
 190 long realmem = 0;
 191
 192 /*
 193  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 194  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 195  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 196  * PHYSSEG entries.
 197  */
 198 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 199
 200 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 201 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 202
 203 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 204 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 205 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 206
 207 struct kva_md_info kmi;
 208
 209 static struct trapframe proc0_tf;
 210 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 211
 212 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 213
 214 struct mtx icu_lock;
 215
 216 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 217
 218 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
 219
 220 void (*vmm_resume_p)(void);
 221
 222 static void
 223 cpu_startup(dummy)
 224         void *dummy;
 225 {
 226         uintmax_t memsize;
 227         char *sysenv;
 228
 229         /*
 230          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 231          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 232          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 233          * start the APs.
 234          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 235          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 236          */
 237         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 238         if (sysenv != NULL) {
 239                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
 240                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
 241                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 242                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 243                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 244                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 245                         if (bootverbose)
 246                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 247                                     "Intel ICH.\n");
 248                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 249                 }
 250                 freeenv(sysenv);
 251         }
 252
 253         /*
 254          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 255          */
 256         startrtclock();
 257         printcpuinfo();
 258         panicifcpuunsupported();
 259 #ifdef PERFMON
 260         perfmon_init();
 261 #endif
 262
 263         /*
 264          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 265          */
 266         memsize = 0;
 267         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 268         if (sysenv != NULL) {
 269                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 270                 freeenv(sysenv);
 271         }
 272         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 273                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 274         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 275         realmem = atop(memsize);
 276
 277         /*
 278          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 279          */
 280         if (bootverbose) {
 281                 int indx;
 282
 283                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 284                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 285                         vm_paddr_t size;
 286
 287                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 288                         printf(
 289                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 290                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 291                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 292                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 293                 }
 294         }
 295
 296         vm_ksubmap_init(&kmi);
 297
 298         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 299             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 300             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 301
 302         /*
 303          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 304          */
 305         bufinit();
 306         vm_pager_bufferinit();
 307
 308         cpu_setregs();
 309 }
 310
 311 /*
 312  * Send an interrupt to process.
 313  *
 314  * Stack is set up to allow sigcode stored
 315  * at top to call routine, followed by call
 316  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 317  * resets the signal mask, the stack, and the
 318  * frame pointer, it returns to the user
 319  * specified pc, psl.
 320  */
 321 void
 322 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 323 {
 324         struct sigframe sf, *sfp;
 325         struct pcb *pcb;
 326         struct proc *p;
 327         struct thread *td;
 328         struct sigacts *psp;
 329         char *sp;
 330         struct trapframe *regs;
 331         char *xfpusave;
 332         size_t xfpusave_len;
 333         int sig;
 334         int oonstack;
 335
 336         td = curthread;
 337         pcb = td->td_pcb;
 338         p = td->td_proc;
 339         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 340         sig = ksi->ksi_signo;
 341         psp = p->p_sigacts;
 342         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 343         regs = td->td_frame;
 344         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 345
 346         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 347                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 348                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 349         } else {
 350                 xfpusave_len = 0;
 351                 xfpusave = NULL;
 352         }
 353
 354         /* Save user context. */
 355         bzero(&sf, sizeof(sf));
 356         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 357         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 358         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 359             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 360         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 361         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 362         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 363         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 364         fpstate_drop(td);
 365         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 366         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 367         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 368             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 369         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 370
 371         /* Allocate space for the signal handler context. */
 372         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 373             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 374                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 375 #if defined(COMPAT_43)
 376                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 377 #endif
 378         } else
 379                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 380         if (xfpusave != NULL) {
 381                 sp -= xfpusave_len;
 382                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 383                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 384         }
 385         sp -= sizeof(struct sigframe);
 386         /* Align to 16 bytes. */
 387         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 388
 389         /* Translate the signal if appropriate. */
 390         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 391                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 392
 393         /* Build the argument list for the signal handler. */
 394         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 395         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 396         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 397         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 398                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 399                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 400                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 401
 402                 /* Fill in POSIX parts */
 403                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 404                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 405                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 406         } else {
 407                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 408                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 409                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 410                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 411         }
 412         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 413         PROC_UNLOCK(p);
 414
 415         /*
 416          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 417          */
 418         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 419             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 420             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 421             != 0)) {
 422 #ifdef DEBUG
 423                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 424 #endif
 425                 PROC_LOCK(p);
 426                 sigexit(td, SIGILL);
 427         }
 428
 429         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 430         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 431         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 432         regs->tf_cs = _ucodesel;
 433         regs->tf_ds = _udatasel;
 434         regs->tf_es = _udatasel;
 435         regs->tf_fs = _ufssel;
 436         regs->tf_gs = _ugssel;
 437         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 438         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 439         PROC_LOCK(p);
 440         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 441 }
 442
 443 /*
 444  * System call to cleanup state after a signal
 445  * has been taken.  Reset signal mask and
 446  * stack state from context left by sendsig (above).
 447  * Return to previous pc and psl as specified by
 448  * context left by sendsig. Check carefully to
 449  * make sure that the user has not modified the
 450  * state to gain improper privileges.
 451  *
 452  * MPSAFE
 453  */
 454 int
 455 sys_sigreturn(td, uap)
 456         struct thread *td;
 457         struct sigreturn_args /* {
 458                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 459         } */ *uap;
 460 {
 461         ucontext_t uc;
 462         struct pcb *pcb;
 463         struct proc *p;
 464         struct trapframe *regs;
 465         ucontext_t *ucp;
 466         char *xfpustate;
 467         size_t xfpustate_len;
 468         long rflags;
 469         int cs, error, ret;
 470         ksiginfo_t ksi;
 471
 472         pcb = td->td_pcb;
 473         p = td->td_proc;
 474
 475         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 476         if (error != 0) {
 477                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 478                     p->p_pid, td->td_name);
 479                 return (error);
 480         }
 481         ucp = &uc;
 482         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 483                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 484                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 485                 return (EINVAL);
 486         }
 487         regs = td->td_frame;
 488         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 489         /*
 490          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 491          */
 492         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 493                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 494                     td->td_name, rflags);
 495                 return (EINVAL);
 496         }
 497
 498         /*
 499          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 500          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 501          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 502          */
 503         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 504         if (!CS_SECURE(cs)) {
 505                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 506                     td->td_name, cs);
 507                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 508                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 509                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 510                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 511                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 512                 trapsignal(td, &ksi);
 513                 return (EINVAL);
 514         }
 515
 516         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 517                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 518                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 519                     sizeof(struct savefpu)) {
 520                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 521                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 522                         return (EINVAL);
 523                 }
 524                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 525                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 526                     xfpustate, xfpustate_len);
 527                 if (error != 0) {
 528                         uprintf(
 529         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 530                             p->p_pid, td->td_name);
 531                         return (error);
 532                 }
 533         } else {
 534                 xfpustate = NULL;
 535                 xfpustate_len = 0;
 536         }
 537         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 538         if (ret != 0) {
 539                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 540                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 541                 return (ret);
 542         }
 543         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 544         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 545         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 546
 547 #if defined(COMPAT_43)
 548         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 549                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 550         else
 551                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 552 #endif
 553
 554         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 555         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 556         return (EJUSTRETURN);
 557 }
 558
 559 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 560 int
 561 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 562 {
 563
 564         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 565 }
 566 #endif
 567
 568
 569 /*
 570  * Machine dependent boot() routine
 571  *
 572  * I haven't seen anything to put here yet
 573  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 574  */
 575 void
 576 cpu_boot(int howto)
 577 {
 578 }
 579
 580 /*
 581  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 582  * be made coherent later.
 583  */
 584 void
 585 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 586 {
 587         /* Not applicable */
 588 }
 589
 590 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 591 int
 592 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 593 {
 594         uint64_t tsc1, tsc2;
 595         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 596         register_t reg;
 597
 598         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 599                 return (EINVAL);
 600
 601         /*
 602          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 603          * DELAY(9) based logic fails.
 604          */
 605         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 606                 return (EOPNOTSUPP);
 607
 608 #ifdef SMP
 609         if (smp_cpus > 1) {
 610                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 611                 thread_lock(curthread);
 612                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 613                 thread_unlock(curthread);
 614         }
 615 #endif
 616
 617         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 618         reg = intr_disable();
 619         if (tsc_is_invariant) {
 620                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 621                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 622                 tsc1 = rdtsc();
 623                 DELAY(1000);
 624                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 625                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 626                 tsc2 = rdtsc();
 627                 intr_restore(reg);
 628                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 629                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 630         } else {
 631                 tsc1 = rdtsc();
 632                 DELAY(1000);
 633                 tsc2 = rdtsc();
 634                 intr_restore(reg);
 635                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 636         }
 637
 638 #ifdef SMP
 639         if (smp_cpus > 1) {
 640                 thread_lock(curthread);
 641                 sched_unbind(curthread);
 642                 thread_unlock(curthread);
 643         }
 644 #endif
 645
 646         return (0);
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Shutdown the CPU as much as possible
 651  */
 652 void
 653 cpu_halt(void)
 654 {
 655         for (;;)
 656                 halt();
 657 }
 658
 659 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 660 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 661 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 662 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 663 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 664     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 665
 666 #define STATE_RUNNING   0x0
 667 #define STATE_MWAIT     0x1
 668 #define STATE_SLEEPING  0x2
 669
 670 static void
 671 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 672 {
 673         int *state;
 674
 675         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 676         *state = STATE_SLEEPING;
 677
 678         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 679         disable_intr();
 680         if (sched_runnable())
 681                 enable_intr();
 682         else if (cpu_idle_hook)
 683                 cpu_idle_hook(sbt);
 684         else
 685                 __asm __volatile("sti; hlt");
 686         *state = STATE_RUNNING;
 687 }
 688
 689 static void
 690 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 691 {
 692         int *state;
 693
 694         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 695         *state = STATE_SLEEPING;
 696
 697         /*
 698          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 699          * an interrupt fires during that critical section we may have
 700          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 701          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 702          * To handle this race, check for a runnable thread after
 703          * disabling interrupts and immediately return if one is
 704          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 705          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 706          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 707          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 708          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 709          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 710          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 711          * interrupt.
 712          */
 713         disable_intr();
 714         if (sched_runnable())
 715                 enable_intr();
 716         else
 717                 __asm __volatile("sti; hlt");
 718         *state = STATE_RUNNING;
 719 }
 720
 721 /*
 722  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 723  */
 724 #define MWAIT_C0        0xf0
 725 #define MWAIT_C1        0x00
 726 #define MWAIT_C2        0x10
 727 #define MWAIT_C3        0x20
 728 #define MWAIT_C4        0x30
 729
 730 static void
 731 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 732 {
 733         int *state;
 734
 735         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 736         *state = STATE_MWAIT;
 737
 738         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 739         disable_intr();
 740         if (sched_runnable()) {
 741                 enable_intr();
 742                 *state = STATE_RUNNING;
 743                 return;
 744         }
 745         cpu_monitor(state, 0, 0);
 746         if (*state == STATE_MWAIT)
 747                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 748         else
 749                 enable_intr();
 750         *state = STATE_RUNNING;
 751 }
 752
 753 static void
 754 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 755 {
 756         int *state;
 757         int i;
 758
 759         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 760         *state = STATE_RUNNING;
 761
 762         /*
 763          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 764          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 765          * (and it is much better than missing the check at all).
 766          */
 767         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 768                 if (sched_runnable())
 769                         return;
 770                 cpu_spinwait();
 771         }
 772 }
 773
 774 /*
 775  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 776  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 777  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 778  *
 779  * Reference:
 780  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 781  *   #32559 revision 3.00+
 782  */
 783 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 784 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 785 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 786 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 787
 788 static void
 789 cpu_probe_amdc1e(void)
 790 {
 791
 792         /*
 793          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 794          * dual-cores (or future) k8 family.
 795          */
 796         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 797             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 798             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 799                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 800         }
 801 }
 802
 803 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 804
 805 void
 806 cpu_idle(int busy)
 807 {
 808         uint64_t msr;
 809         sbintime_t sbt = -1;
 810
 811         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 812             busy, curcpu);
 813 #ifdef MP_WATCHDOG
 814         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 815 #endif
 816         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 817         if (busy) {
 818                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 819                         cpu_idle_mwait(busy);
 820                         goto out;
 821                 }
 822         }
 823
 824         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 825         if (!busy) {
 826                 critical_enter();
 827                 sbt = cpu_idleclock();
 828         }
 829
 830         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 831         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 832                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 833                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 834                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 835         }
 836
 837         /* Call main idle method. */
 838         cpu_idle_fn(sbt);
 839
 840         /* Switch timers mack into active mode. */
 841         if (!busy) {
 842                 cpu_activeclock();
 843                 critical_exit();
 844         }
 845 out:
 846         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 847             busy, curcpu);
 848 }
 849
 850 int
 851 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 852 {
 853         struct pcpu *pcpu;
 854         int *state;
 855
 856         pcpu = pcpu_find(cpu);
 857         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 858         /*
 859          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 860          * simply result in unnecessary IPIs.
 861          */
 862         if (*state == STATE_SLEEPING)
 863                 return (0);
 864         if (*state == STATE_MWAIT)
 865                 *state = STATE_RUNNING;
 866         return (1);
 867 }
 868
 869 /*
 870  * Ordered by speed/power consumption.
 871  */
 872 struct {
 873         void    *id_fn;
 874         char    *id_name;
 875 } idle_tbl[] = {
 876         { cpu_idle_spin, "spin" },
 877         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 878         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 879         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 880         { NULL, NULL }
 881 };
 882
 883 static int
 884 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 885 {
 886         char *avail, *p;
 887         int error;
 888         int i;
 889
 890         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 891         p = avail;
 892         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 893                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 894                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 895                         continue;
 896                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 897                     cpu_idle_hook == NULL)
 898                         continue;
 899                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 900                     idle_tbl[i].id_name);
 901         }
 902         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 903         free(avail, M_TEMP);
 904         return (error);
 905 }
 906
 907 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 908     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 909
 910 static int
 911 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 912 {
 913         char buf[16];
 914         int error;
 915         char *p;
 916         int i;
 917
 918         p = "unknown";
 919         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 920                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 921                         p = idle_tbl[i].id_name;
 922                         break;
 923                 }
 924         }
 925         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 926         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 927         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 928                 return (error);
 929         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 930                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 931                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 932                         continue;
 933                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 934                     cpu_idle_hook == NULL)
 935                         continue;
 936                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 937                         continue;
 938                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 939                 return (0);
 940         }
 941         return (EINVAL);
 942 }
 943
 944 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 945     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 946
 947 /*
 948  * Reset registers to default values on exec.
 949  */
 950 void
 951 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 952 {
 953         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 954         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 955
 956         mtx_lock(&dt_lock);
 957         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 958                 user_ldt_free(td);
 959         else
 960                 mtx_unlock(&dt_lock);
 961
 962         pcb->pcb_fsbase = 0;
 963         pcb->pcb_gsbase = 0;
 964         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 965         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 966         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 967
 968         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 969         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 970         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 971         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 972         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 973         regs->tf_ss = _udatasel;
 974         regs->tf_cs = _ucodesel;
 975         regs->tf_ds = _udatasel;
 976         regs->tf_es = _udatasel;
 977         regs->tf_fs = _ufssel;
 978         regs->tf_gs = _ugssel;
 979         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 980         td->td_retval[1] = 0;
 981
 982         /*
 983          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 984          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 985          */
 986         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 987                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 988                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 989                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 990                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 991                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 992                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 993                 if (pcb == curpcb) {
 994                         /*
 995                          * Clear the debug registers on the running
 996                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 997                          * the next process we switch to.
 998                          */
 999                         reset_dbregs();
1000                 }
1001                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1002         }
1003
1004         /*
1005          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1006          * clean FP state if it uses the FPU again.
1007          */
1008         fpstate_drop(td);
1009 }
1010
1011 void
1012 cpu_setregs(void)
1013 {
1014         register_t cr0;
1015
1016         cr0 = rcr0();
1017         /*
1018          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1019          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1020          */
1021         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1022         load_cr0(cr0);
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1027  */
1028
1029 /*
1030  * Initialize segments & interrupt table
1031  */
1032
1033 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1034 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1035 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1036
1037 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1038
1039 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1040 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1041
1042 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1043
1044 /*
1045  * Software prototypes -- in more palatable form.
1046  *
1047  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1048  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1049  */
1050 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1051 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1052 {       .ssd_base = 0x0,
1053         .ssd_limit = 0x0,
1054         .ssd_type = 0,
1055         .ssd_dpl = 0,
1056         .ssd_p = 0,
1057         .ssd_long = 0,
1058         .ssd_def32 = 0,
1059         .ssd_gran = 0           },
1060 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1061 {       .ssd_base = 0x0,
1062         .ssd_limit = 0x0,
1063         .ssd_type = 0,
1064         .ssd_dpl = 0,
1065         .ssd_p = 0,
1066         .ssd_long = 0,
1067         .ssd_def32 = 0,
1068         .ssd_gran = 0           },
1069 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1070 {       .ssd_base = 0x0,
1071         .ssd_limit = 0xfffff,
1072         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1073         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1074         .ssd_p = 1,
1075         .ssd_long = 0,
1076         .ssd_def32 = 1,
1077         .ssd_gran = 1           },
1078 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1079 {       .ssd_base = 0x0,
1080         .ssd_limit = 0xfffff,
1081         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1082         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1083         .ssd_p = 1,
1084         .ssd_long = 0,
1085         .ssd_def32 = 1,
1086         .ssd_gran = 1           },
1087 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1088 {       .ssd_base = 0x0,
1089         .ssd_limit = 0xfffff,
1090         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1091         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1092         .ssd_p = 1,
1093         .ssd_long = 1,
1094         .ssd_def32 = 0,
1095         .ssd_gran = 1           },
1096 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1097 {       .ssd_base = 0x0,
1098         .ssd_limit = 0xfffff,
1099         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1100         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1101         .ssd_p = 1,
1102         .ssd_long = 1,
1103         .ssd_def32 = 0,
1104         .ssd_gran = 1           },
1105 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1106 {       .ssd_base = 0x0,
1107         .ssd_limit = 0xfffff,
1108         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1109         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1110         .ssd_p = 1,
1111         .ssd_long = 0,
1112         .ssd_def32 = 1,
1113         .ssd_gran = 1           },
1114 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1115 {       .ssd_base = 0x0,
1116         .ssd_limit = 0xfffff,
1117         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1118         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1119         .ssd_p = 1,
1120         .ssd_long = 0,
1121         .ssd_def32 = 1,
1122         .ssd_gran = 1           },
1123 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1124 {       .ssd_base = 0x0,
1125         .ssd_limit = 0xfffff,
1126         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1127         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1128         .ssd_p = 1,
1129         .ssd_long = 1,
1130         .ssd_def32 = 0,
1131         .ssd_gran = 1           },
1132 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1133 {       .ssd_base = 0x0,
1134         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1135         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1136         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1137         .ssd_p = 1,
1138         .ssd_long = 0,
1139         .ssd_def32 = 0,
1140         .ssd_gran = 0           },
1141 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1142 {       .ssd_base = 0x0,
1143         .ssd_limit = 0x0,
1144         .ssd_type = 0,
1145         .ssd_dpl = 0,
1146         .ssd_p = 0,
1147         .ssd_long = 0,
1148         .ssd_def32 = 0,
1149         .ssd_gran = 0           },
1150 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1151 {       .ssd_base = 0x0,
1152         .ssd_limit = 0x0,
1153         .ssd_type = 0,
1154         .ssd_dpl = 0,
1155         .ssd_p = 0,
1156         .ssd_long = 0,
1157         .ssd_def32 = 0,
1158         .ssd_gran = 0           },
1159 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1160 {       .ssd_base = 0x0,
1161         .ssd_limit = 0x0,
1162         .ssd_type = 0,
1163         .ssd_dpl = 0,
1164         .ssd_p = 0,
1165         .ssd_long = 0,
1166         .ssd_def32 = 0,
1167         .ssd_gran = 0           },
1168 };
1169
1170 void
1171 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1172         int idx;
1173         inthand_t *func;
1174         int typ;
1175         int dpl;
1176         int ist;
1177 {
1178         struct gate_descriptor *ip;
1179
1180         ip = idt + idx;
1181         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1182         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1183         ip->gd_ist = ist;
1184         ip->gd_xx = 0;
1185         ip->gd_type = typ;
1186         ip->gd_dpl = dpl;
1187         ip->gd_p = 1;
1188         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1189 }
1190
1191 extern inthand_t
1192         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1193         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1194         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1195         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1196         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1197 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1198         IDTVEC(dtrace_ret),
1199 #endif
1200 #ifdef XENHVM
1201         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1202 #endif
1203         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1204
1205 #ifdef DDB
1206 /*
1207  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1208  * the default 'rsvd' entry point.
1209  */
1210 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1211 {
1212         struct gate_descriptor *ip;
1213         int idx;
1214         uintptr_t func;
1215
1216         ip = idt;
1217         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1218                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1219                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1220                         db_printf("%3d\t", idx);
1221                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1222                         db_printf("\n");
1223                 }
1224                 ip++;
1225         }
1226 }
1227
1228 /* Show privileged registers. */
1229 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1230 {
1231         struct {
1232                 uint16_t limit;
1233                 uint64_t base;
1234         } __packed idtr, gdtr;
1235         uint16_t ldt, tr;
1236
1237         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1238         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1239             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1240         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1241         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1242             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1243         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1244         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1245         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1246         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1247         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1248         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1249         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1250         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1251         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1252         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1253         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1254         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1255         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1256 }
1257 #endif
1258
1259 void
1260 sdtossd(sd, ssd)
1261         struct user_segment_descriptor *sd;
1262         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1263 {
1264
1265         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1266         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1267         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1268         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1269         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1270         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1271         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1272         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1273 }
1274
1275 void
1276 ssdtosd(ssd, sd)
1277         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1278         struct user_segment_descriptor *sd;
1279 {
1280
1281         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1282         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1283         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1284         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1285         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1286         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1287         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1288         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1289         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1290         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1291 }
1292
1293 void
1294 ssdtosyssd(ssd, sd)
1295         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1296         struct system_segment_descriptor *sd;
1297 {
1298
1299         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1300         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1301         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1302         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1303         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1304         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1305         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1306         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1307 }
1308
1309 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1310 #include <isa/isavar.h>
1311 #include <isa/isareg.h>
1312 /*
1313  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1314  * and is only suitable for use at probe time.
1315  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1316  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1317  * implementation in the apic driver code, if at all.
1318  */
1319 intrmask_t
1320 isa_irq_pending(void)
1321 {
1322         u_char irr1;
1323         u_char irr2;
1324
1325         irr1 = inb(IO_ICU1);
1326         irr2 = inb(IO_ICU2);
1327         return ((irr2 << 8) | irr1);
1328 }
1329 #endif
1330
1331 u_int basemem;
1332
1333 static int
1334 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1335     int *physmap_idxp)
1336 {
1337         int i, insert_idx, physmap_idx;
1338
1339         physmap_idx = *physmap_idxp;
1340
1341         if (length == 0)
1342                 return (1);
1343
1344         /*
1345          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1346          * assuming the new entry will be added to the end.
1347          */
1348         insert_idx = physmap_idx + 2;
1349         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1350                 if (base < physmap[i + 1]) {
1351                         if (base + length <= physmap[i]) {
1352                                 insert_idx = i;
1353                                 break;
1354                         }
1355                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1356                                 printf(
1357                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1358                         return (1);
1359                 }
1360         }
1361
1362         /* See if we can prepend to the next entry. */
1363         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1364                 physmap[insert_idx] = base;
1365                 return (1);
1366         }
1367
1368         /* See if we can append to the previous entry. */
1369         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1370                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1371                 return (1);
1372         }
1373
1374         physmap_idx += 2;
1375         *physmap_idxp = physmap_idx;
1376         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1377                 printf(
1378                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1379                 return (0);
1380         }
1381
1382         /*
1383          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1384          * entry if needed.
1385          */
1386         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1387                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1388                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1389         }
1390
1391         /* Insert the new entry. */
1392         physmap[insert_idx] = base;
1393         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1394         return (1);
1395 }
1396
1397 static void
1398 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1399     int *physmap_idx)
1400 {
1401         struct bios_smap *smap, *smapend;
1402         u_int32_t smapsize;
1403
1404         /*
1405          * Memory map from INT 15:E820.
1406          *
1407          * subr_module.c says:
1408          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1409          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1410          */
1411         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1412         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1413
1414         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1415                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1416                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1417                             smap->type, smap->base, smap->length);
1418
1419                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1420                         continue;
1421
1422                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1423                     physmap_idx))
1424                         break;
1425         }
1426 }
1427
1428 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1429         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1430
1431 static void
1432 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1433     int *physmap_idx)
1434 {
1435         struct efi_md *map, *p;
1436         const char *type;
1437         size_t efisz;
1438         int ndesc, i;
1439
1440         static const char *types[] = {
1441                 "Reserved",
1442                 "LoaderCode",
1443                 "LoaderData",
1444                 "BootServicesCode",
1445                 "BootServicesData",
1446                 "RuntimeServicesCode",
1447                 "RuntimeServicesData",
1448                 "ConventionalMemory",
1449                 "UnusableMemory",
1450                 "ACPIReclaimMemory",
1451                 "ACPIMemoryNVS",
1452                 "MemoryMappedIO",
1453                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1454                 "PalCode"
1455         };
1456
1457         /*
1458          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1459          * Boot Services API.
1460          */
1461         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1462         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1463
1464         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1465                 return;
1466         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1467
1468         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1469                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1470                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1471
1472         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1473             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1474                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1475                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1476                                 type = types[p->md_type];
1477                         else
1478                                 type = "<INVALID>";
1479                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1480                             p->md_virt, p->md_pages);
1481                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1482                                 printf("UC ");
1483                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1484                                 printf("WC ");
1485                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1486                                 printf("WT ");
1487                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1488                                 printf("WB ");
1489                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1490                                 printf("UCE ");
1491                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1492                                 printf("WP ");
1493                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1494                                 printf("RP ");
1495                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1496                                 printf("XP ");
1497                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1498                                 printf("RUNTIME");
1499                         printf("\n");
1500                 }
1501
1502                 switch (p->md_type) {
1503                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1504                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1505                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1506                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1507                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1508                         /*
1509                          * We're allowed to use any entry with these types.
1510                          */
1511                         break;
1512                 default:
1513                         continue;
1514                 }
1515
1516                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1517                     physmap, physmap_idx))
1518                         break;
1519         }
1520 }
1521
1522 static char bootmethod[16] = "";
1523 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1524     "System firmware boot method");
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
1547         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1548         basemem = 0;
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         /*
1567          * Find the 'base memory' segment for SMP
1568          */
1569         basemem = 0;
1570         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1571                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1572                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1573                         break;
1574                 }
1575         }
1576         if (basemem == 0)
1577                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1578
1579 #ifdef SMP
1580         /* make hole for AP bootstrap code */
1581         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1582 #endif
1583
1584         /*
1585          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1586          * highest page of the physical address space.  It should be
1587          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1588          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1589          */
1590         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1591
1592 #ifdef MAXMEM
1593         Maxmem = MAXMEM / 4;
1594 #endif
1595
1596         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1597                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1598
1599         /*
1600          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1601          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1602          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1603          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1604          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1605          */
1606         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1607         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1608
1609         /*
1610          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1611          * in the system.
1612          */
1613         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1614                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1615
1616         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1617             (boothowto & RB_VERBOSE))
1618                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1619
1620         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1621         pmap_bootstrap(&first);
1622
1623         /*
1624          * Size up each available chunk of physical memory.
1625          *
1626          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1627          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1628          * running in a VM.
1629          */
1630         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1631         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1632         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1633                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1634         else if (physmem_start >= physmap[1])
1635                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1636         else
1637                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1638         pa_indx = 0;
1639         da_indx = 1;
1640         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1641         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1642         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1643         pte = CMAP1;
1644
1645         /*
1646          * Get dcons buffer address
1647          */
1648         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1649             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1650                 dcons_addr = 0;
1651
1652         /*
1653          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1654          * round up the start address and round down the end address.
1655          */
1656         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1657                 vm_paddr_t end;
1658
1659                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1660                 if (physmap[i + 1] < end)
1661                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1662                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1663                         int tmp, page_bad, full;
1664                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1665
1666                         full = FALSE;
1667                         /*
1668                          * block out kernel memory as not available.
1669                          */
1670                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1671                                 goto do_dump_avail;
1672
1673                         /*
1674                          * block out dcons buffer
1675                          */
1676                         if (dcons_addr > 0
1677                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1678                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1679                                 goto do_dump_avail;
1680
1681                         page_bad = FALSE;
1682                         if (memtest == 0)
1683                                 goto skip_memtest;
1684
1685                         /*
1686                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1687                          */
1688                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1689                         invltlb();
1690
1691                         tmp = *(int *)ptr;
1692                         /*
1693                          * Test for alternating 1's and 0's
1694                          */
1695                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1696                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1697                                 page_bad = TRUE;
1698                         /*
1699                          * Test for alternating 0's and 1's
1700                          */
1701                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1702                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1703                                 page_bad = TRUE;
1704                         /*
1705                          * Test for all 1's
1706                          */
1707                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1708                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1709                                 page_bad = TRUE;
1710                         /*
1711                          * Test for all 0's
1712                          */
1713                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1714                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1715                                 page_bad = TRUE;
1716                         /*
1717                          * Restore original value.
1718                          */
1719                         *(int *)ptr = tmp;
1720
1721 skip_memtest:
1722                         /*
1723                          * Adjust array of valid/good pages.
1724                          */
1725                         if (page_bad == TRUE)
1726                                 continue;
1727                         /*
1728                          * If this good page is a continuation of the
1729                          * previous set of good pages, then just increase
1730                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1731                          * Note that "end" points one higher than end,
1732                          * making the range >= start and < end.
1733                          * If we're also doing a speculative memory
1734                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1735                          * so that we keep going. The first bad page
1736                          * will terminate the loop.
1737                          */
1738                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1739                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1740                         } else {
1741                                 pa_indx++;
1742                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1743                                         printf(
1744                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1745                                         pa_indx--;
1746                                         full = TRUE;
1747                                         goto do_dump_avail;
1748                                 }
1749                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1750                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1751                         }
1752                         physmem++;
1753 do_dump_avail:
1754                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1755                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1756                         } else {
1757                                 da_indx++;
1758                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1759                                         da_indx--;
1760                                         goto do_next;
1761                                 }
1762                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1763                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1764                         }
1765 do_next:
1766                         if (full)
1767                                 break;
1768                 }
1769         }
1770         *pte = 0;
1771         invltlb();
1772
1773         /*
1774          * XXX
1775          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1776          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1777          * calculation, etc.).
1778          */
1779         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1780             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1781                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1782                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1783                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1784         }
1785
1786         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1787
1788         /* Trim off space for the message buffer. */
1789         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1790
1791         /* Map the message buffer. */
1792         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1793 }
1794
1795 u_int64_t
1796 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1797 {
1798         caddr_t kmdp;
1799         int gsel_tss, x;
1800         struct pcpu *pc;
1801         struct nmi_pcpu *np;
1802         struct xstate_hdr *xhdr;
1803         u_int64_t msr;
1804         char *env;
1805         size_t kstack0_sz;
1806
1807         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1808         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1809         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1810         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1811         physfree += kstack0_sz;
1812
1813         /*
1814          * This may be done better later if it gets more high level
1815          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1816          */
1817         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1818
1819         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1820         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1821         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1822         if (kmdp == NULL)
1823                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1824         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1825         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1826 #ifdef DDB
1827         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1828         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1829 #endif
1830
1831         /* Init basic tunables, hz etc */
1832         init_param1();
1833
1834         /*
1835          * make gdt memory segments
1836          */
1837         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1838                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1839                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1840                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1841         }
1842         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1843         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1844             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1845
1846         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1847         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1848         lgdt(&r_gdt);
1849         pc = &__pcpu[0];
1850
1851         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1852         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1853         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1854
1855         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1856         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1857         physfree += DPCPU_SIZE;
1858         PCPU_SET(prvspace, pc);
1859         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1860         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1861         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1862         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1863         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1864         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1865         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1866
1867         /*
1868          * Initialize mutexes.
1869          *
1870          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1871          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1872          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1873          *           under witness.
1874          */
1875         mutex_init();
1876         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1877         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1878
1879         /* exceptions */
1880         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1881                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1882         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1883         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1884         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1885         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1886         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1887         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1888         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1889         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1890         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1891         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1892         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1893         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1894         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1895         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1896         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1897         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1898         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1899         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1900         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1901 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1902         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1903 #endif
1904 #ifdef XENHVM
1905         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1906 #endif
1907
1908         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1909         r_idt.rd_base = (long) idt;
1910         lidt(&r_idt);
1911
1912         /*
1913          * Initialize the i8254 before the console so that console
1914          * initialization can use DELAY().
1915          */
1916         i8254_init();
1917
1918         /*
1919          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1920          * transition).
1921          */
1922         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1923             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1924                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1925
1926         /*
1927          * Initialize the console before we print anything out.
1928          */
1929         cninit();
1930
1931 #ifdef DEV_ISA
1932 #ifdef DEV_ATPIC
1933         elcr_probe();
1934         atpic_startup();
1935 #else
1936         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1937         atpic_reset();
1938
1939         /*
1940          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1941          * interrupt handler.
1942          */
1943         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1944         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1945 #endif
1946 #else
1947 #error "have you forgotten the isa device?";
1948 #endif
1949
1950         kdb_init();
1951
1952 #ifdef KDB
1953         if (boothowto & RB_KDB)
1954                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1955                     "Boot flags requested debugger");
1956 #endif
1957
1958         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1959         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1960         initializecpucache();
1961
1962         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1963         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1964
1965         /*
1966          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1967          * above the start of the ist2 stack.
1968          */
1969         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1970         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1971         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1972
1973         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1974         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1975             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1976
1977         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1978         ltr(gsel_tss);
1979
1980         /* Set up the fast syscall stuff */
1981         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1982         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1983         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1984         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1985         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1986               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1987         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1988         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1989
1990         getmemsize(kmdp, physfree);
1991         init_param2(physmem);
1992
1993         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1994
1995         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1996         fpuinit();
1997
1998         /*
1999          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2000          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2001          * area.
2002          */
2003         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2004         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2005         if (use_xsave) {
2006                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2007                     1);
2008                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2009         }
2010         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2011         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2012         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2013         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2014         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2015         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2016
2017         /* transfer to user mode */
2018
2019         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2020         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2021         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2022         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2023         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2024
2025         load_ds(_udatasel);
2026         load_es(_udatasel);
2027         load_fs(_ufssel);
2028
2029         /* setup proc 0's pcb */
2030         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2031         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2032         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2033
2034         env = getenv("kernelname");
2035         if (env != NULL)
2036                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2037
2038         cpu_probe_amdc1e();
2039
2040 #ifdef FDT
2041         x86_init_fdt();
2042 #endif
2043
2044         /* Location of kernel stack for locore */
2045         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2046 }
2047
2048 void
2049 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2050 {
2051
2052         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2053 }
2054
2055 void
2056 spinlock_enter(void)
2057 {
2058         struct thread *td;
2059         register_t flags;
2060
2061         td = curthread;
2062         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2063                 flags = intr_disable();
2064                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2065                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2066         } else
2067                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2068         critical_enter();
2069 }
2070
2071 void
2072 spinlock_exit(void)
2073 {
2074         struct thread *td;
2075         register_t flags;
2076
2077         td = curthread;
2078         critical_exit();
2079         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2080         td->td_md.md_spinlock_count--;
2081         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2082                 intr_restore(flags);
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2087  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2088  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2089  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2090  * enough for a backtrace.
2091  */
2092 void
2093 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2094 {
2095
2096         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2097         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2098         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2099         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2100         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2101         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2102         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2103         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2104 }
2105
2106 int
2107 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2108 {
2109
2110         td->td_frame->tf_rip = addr;
2111         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2112         return (0);
2113 }
2114
2115 int
2116 ptrace_single_step(struct thread *td)
2117 {
2118         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2119         return (0);
2120 }
2121
2122 int
2123 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2124 {
2125         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2126         return (0);
2127 }
2128
2129 int
2130 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2131 {
2132         struct trapframe *tp;
2133
2134         tp = td->td_frame;
2135         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2136 }
2137
2138 int
2139 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2140 {
2141         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2142         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2143         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2144         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2145         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2146         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2147         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2148         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2149         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2150         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2151         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2152         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2153         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2154         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2155         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2156         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2157         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2158         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2159         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2160         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2161         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2162                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2163                 regs->r_es = tp->tf_es;
2164                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2165                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2166         } else {
2167                 regs->r_ds = 0;
2168                 regs->r_es = 0;
2169                 regs->r_fs = 0;
2170                 regs->r_gs = 0;
2171         }
2172         return (0);
2173 }
2174
2175 int
2176 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2177 {
2178         struct trapframe *tp;
2179         register_t rflags;
2180
2181         tp = td->td_frame;
2182         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2183         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2184                 return (EINVAL);
2185         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2186         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2187         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2188         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2189         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2190         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2191         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2192         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2193         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2194         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2195         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2196         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2197         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2198         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2199         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2200         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2201         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2202         tp->tf_rflags = rflags;
2203         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2204         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2205         if (0) {        /* XXXKIB */
2206                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2207                 tp->tf_es = regs->r_es;
2208                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2209                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2210                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2211         }
2212         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2213         return (0);
2214 }
2215
2216 /* XXX check all this stuff! */
2217 /* externalize from sv_xmm */
2218 static void
2219 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2220 {
2221         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2222         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2223         int i;
2224
2225         /* pcb -> fpregs */
2226         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2227
2228         /* FPU control/status */
2229         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2230         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2231         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2232         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2233         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2234         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2235         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2236         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2237
2238         /* FPU registers */
2239         for (i = 0; i < 8; ++i)
2240                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2241
2242         /* SSE registers */
2243         for (i = 0; i < 16; ++i)
2244                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2245 }
2246
2247 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2248 static void
2249 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2250 {
2251         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2252         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2253         int i;
2254
2255         /* fpregs -> pcb */
2256         /* FPU control/status */
2257         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2258         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2259         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2260         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2261         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2262         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2263         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2264         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2265
2266         /* FPU registers */
2267         for (i = 0; i < 8; ++i)
2268                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2269
2270         /* SSE registers */
2271         for (i = 0; i < 16; ++i)
2272                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2273 }
2274
2275 /* externalize from td->pcb */
2276 int
2277 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2278 {
2279
2280         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2281             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2282             ("not suspended thread %p", td));
2283         fpugetregs(td);
2284         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2285         return (0);
2286 }
2287
2288 /* internalize to td->pcb */
2289 int
2290 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2291 {
2292
2293         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2294         fpuuserinited(td);
2295         return (0);
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Get machine context.
2300  */
2301 int
2302 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2303 {
2304         struct pcb *pcb;
2305         struct trapframe *tp;
2306
2307         pcb = td->td_pcb;
2308         tp = td->td_frame;
2309         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2310         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2311         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2312         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2313         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2314         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2315         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2316         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2317         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2318         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2319         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2320         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2321         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2322         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2323         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2324         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2325         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2326         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2327                 mcp->mc_rax = 0;
2328                 mcp->mc_rdx = 0;
2329                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2330         } else {
2331                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2332                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2333         }
2334         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2335         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2336         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2337         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2338         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2339         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2340         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2341         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2342         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2343         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2344         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2345         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2346         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2347         mcp->mc_xfpustate = 0;
2348         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2349         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2350         return (0);
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Set machine context.
2355  *
2356  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2357  * touch the cs selector.
2358  */
2359 int
2360 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2361 {
2362         struct pcb *pcb;
2363         struct trapframe *tp;
2364         char *xfpustate;
2365         long rflags;
2366         int ret;
2367
2368         pcb = td->td_pcb;
2369         tp = td->td_frame;
2370         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2371             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2372                 return (EINVAL);
2373         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2374             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2375         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2376                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2377                     sizeof(struct savefpu))
2378                         return (EINVAL);
2379                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2380                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2381                     mcp->mc_xfpustate_len);
2382                 if (ret != 0)
2383                         return (ret);
2384         } else
2385                 xfpustate = NULL;
2386         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2387         if (ret != 0)
2388                 return (ret);
2389         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2390         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2391         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2392         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2393         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2394         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2395         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2396         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2397         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2398         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2399         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2400         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2401         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2402         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2403         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2404         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2405         tp->tf_rflags = rflags;
2406         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2407         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2408         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2409         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2410                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2411                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2412                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2413                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2414         }
2415         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2416                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2417                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2418         }
2419         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2420         return (0);
2421 }
2422
2423 static void
2424 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2425     size_t xfpusave_len)
2426 {
2427         size_t max_len, len;
2428
2429         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2430         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2431             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2432         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2433         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2434                 return;
2435         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2436         len = xfpusave_len;
2437         if (len > max_len) {
2438                 len = max_len;
2439                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2440         }
2441         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2442         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2443         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2444 }
2445
2446 static int
2447 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2448     size_t xfpustate_len)
2449 {
2450         struct savefpu *fpstate;
2451         int error;
2452
2453         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2454                 return (0);
2455         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2456                 return (EINVAL);
2457         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2458                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2459                 fpstate_drop(td);
2460                 error = 0;
2461         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2462             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2463                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2464                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2465                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2466         } else
2467                 return (EINVAL);
2468         return (error);
2469 }
2470
2471 void
2472 fpstate_drop(struct thread *td)
2473 {
2474
2475         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2476         critical_enter();
2477         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2478                 fpudrop();
2479         /*
2480          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2481          * owned it.
2482          *
2483          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2484          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2485          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2486          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2487          * have too many layers.
2488          */
2489         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2490             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2491         critical_exit();
2492 }
2493
2494 int
2495 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2496 {
2497         struct pcb *pcb;
2498
2499         if (td == NULL) {
2500                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2501                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2502                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2503                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2504                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2505                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2506         } else {
2507                 pcb = td->td_pcb;
2508                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2509                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2510                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2511                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2512                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2513                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2514         }
2515         dbregs->dr[4] = 0;
2516         dbregs->dr[5] = 0;
2517         dbregs->dr[8] = 0;
2518         dbregs->dr[9] = 0;
2519         dbregs->dr[10] = 0;
2520         dbregs->dr[11] = 0;
2521         dbregs->dr[12] = 0;
2522         dbregs->dr[13] = 0;
2523         dbregs->dr[14] = 0;
2524         dbregs->dr[15] = 0;
2525         return (0);
2526 }
2527
2528 int
2529 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2530 {
2531         struct pcb *pcb;
2532         int i;
2533
2534         if (td == NULL) {
2535                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2536                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2537                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2538                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2539                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2540                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2541         } else {
2542                 /*
2543                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2544                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2545                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2546                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2547                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2548                  */
2549                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2550                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2551                                 return (EINVAL);
2552                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2553                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2554                                 return (EINVAL);
2555                 }
2556                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2557                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2558                         return (EINVAL);
2559
2560                 pcb = td->td_pcb;
2561
2562                 /*
2563                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2564                  * process's address space.  If a process could do this, it
2565                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2566                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2567                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2568                  * process's address space.
2569                  *
2570                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2571                  * address space is written into from within the kernel
2572                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2573                  * from within kernel mode?
2574                  */
2575
2576                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2577                         /* dr0 is enabled */
2578                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2579                                 return (EINVAL);
2580                 }
2581                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2582                         /* dr1 is enabled */
2583                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2584                                 return (EINVAL);
2585                 }
2586                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2587                         /* dr2 is enabled */
2588                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2589                                 return (EINVAL);
2590                 }
2591                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2592                         /* dr3 is enabled */
2593                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2594                                 return (EINVAL);
2595                 }
2596
2597                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2598                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2599                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2600                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2601                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2602                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2603
2604                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2605         }
2606
2607         return (0);
2608 }
2609
2610 void
2611 reset_dbregs(void)
2612 {
2613
2614         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2615         load_dr0(0);
2616         load_dr1(0);
2617         load_dr2(0);
2618         load_dr3(0);
2619         load_dr6(0);
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2624  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2625  */
2626 int
2627 user_dbreg_trap(void)
2628 {
2629         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2630         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2631         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2632         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2633         int i;
2634
2635         dr7 = rdr7();
2636         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2637                 /*
2638                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2639                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2640                  * hardware debug registers
2641                  */
2642                 return 0;
2643         }
2644
2645         nbp = 0;
2646         dr6 = rdr6();
2647         bp = dr6 & 0x0000000f;
2648
2649         if (!bp) {
2650                 /*
2651                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2652                  * trap was not caused by any of the debug registers
2653                  */
2654                 return 0;
2655         }
2656
2657         /*
2658          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2659          * which ones and if any of them are user space addresses
2660          */
2661
2662         if (bp & 0x01) {
2663                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2664         }
2665         if (bp & 0x02) {
2666                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2667         }
2668         if (bp & 0x04) {
2669                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2670         }
2671         if (bp & 0x08) {
2672                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2673         }
2674
2675         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2676                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2677                         /*
2678                          * addr[i] is in user space
2679                          */
2680                         return nbp;
2681                 }
2682         }
2683
2684         /*
2685          * None of the breakpoints are in user space.
2686          */
2687         return 0;
2688 }
2689
2690 #ifdef KDB
2691
2692 /*
2693  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2694  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2695  */
2696
2697 /* silence compiler warnings */
2698 u_char inb_(u_short);
2699 void outb_(u_short, u_char);
2700
2701 u_char
2702 inb_(u_short port)
2703 {
2704         return inb(port);
2705 }
2706
2707 void
2708 outb_(u_short port, u_char data)
2709 {
2710         outb(port, data);
2711 }
2712
2713 #endif /* KDB */