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, "MacBook4,1", 10) == 0 ||
 242                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
 243                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
 244                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
 245                     strncmp(sysenv, "MacBookPro4,1", 13) == 0 ||
 246                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
 247                         if (bootverbose)
 248                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 249                                     "Intel ICH.\n");
 250                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 251                 }
 252                 freeenv(sysenv);
 253         }
 254
 255         /*
 256          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 257          */
 258         startrtclock();
 259         printcpuinfo();
 260         panicifcpuunsupported();
 261 #ifdef PERFMON
 262         perfmon_init();
 263 #endif
 264
 265         /*
 266          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
 267          */
 268         memsize = 0;
 269         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
 270         if (sysenv != NULL) {
 271                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
 272                 freeenv(sysenv);
 273         }
 274         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
 275                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
 276         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
 277         realmem = atop(memsize);
 278
 279         /*
 280          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 281          */
 282         if (bootverbose) {
 283                 int indx;
 284
 285                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 286                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 287                         vm_paddr_t size;
 288
 289                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 290                         printf(
 291                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 292                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 293                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 294                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 295                 }
 296         }
 297
 298         vm_ksubmap_init(&kmi);
 299
 300         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 301             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 302             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 303
 304         /*
 305          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 306          */
 307         bufinit();
 308         vm_pager_bufferinit();
 309
 310         cpu_setregs();
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Send an interrupt to process.
 315  *
 316  * Stack is set up to allow sigcode stored
 317  * at top to call routine, followed by call
 318  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 319  * resets the signal mask, the stack, and the
 320  * frame pointer, it returns to the user
 321  * specified pc, psl.
 322  */
 323 void
 324 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 325 {
 326         struct sigframe sf, *sfp;
 327         struct pcb *pcb;
 328         struct proc *p;
 329         struct thread *td;
 330         struct sigacts *psp;
 331         char *sp;
 332         struct trapframe *regs;
 333         char *xfpusave;
 334         size_t xfpusave_len;
 335         int sig;
 336         int oonstack;
 337
 338         td = curthread;
 339         pcb = td->td_pcb;
 340         p = td->td_proc;
 341         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 342         sig = ksi->ksi_signo;
 343         psp = p->p_sigacts;
 344         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 345         regs = td->td_frame;
 346         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 347
 348         if (cpu_max_ext_state_size > sizeof(struct savefpu) && use_xsave) {
 349                 xfpusave_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
 350                 xfpusave = __builtin_alloca(xfpusave_len);
 351         } else {
 352                 xfpusave_len = 0;
 353                 xfpusave = NULL;
 354         }
 355
 356         /* Save user context. */
 357         bzero(&sf, sizeof(sf));
 358         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 359         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 360         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 361             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 362         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 363         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 364         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 365         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext, xfpusave, xfpusave_len);
 366         fpstate_drop(td);
 367         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 368         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 369         bzero(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare,
 370             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_spare));
 371         bzero(sf.sf_uc.__spare__, sizeof(sf.sf_uc.__spare__));
 372
 373         /* Allocate space for the signal handler context. */
 374         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 375             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 376                 sp = td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 377 #if defined(COMPAT_43)
 378                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 379 #endif
 380         } else
 381                 sp = (char *)regs->tf_rsp - 128;
 382         if (xfpusave != NULL) {
 383                 sp -= xfpusave_len;
 384                 sp = (char *)((unsigned long)sp & ~0x3Ful);
 385                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate = (register_t)sp;
 386         }
 387         sp -= sizeof(struct sigframe);
 388         /* Align to 16 bytes. */
 389         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 390
 391         /* Translate the signal if appropriate. */
 392         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 393                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 394
 395         /* Build the argument list for the signal handler. */
 396         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 397         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 398         bzero(&sf.sf_si, sizeof(sf.sf_si));
 399         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 400                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 401                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 402                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 403
 404                 /* Fill in POSIX parts */
 405                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 406                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 407                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 408         } else {
 409                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 410                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 411                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 412                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 413         }
 414         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 415         PROC_UNLOCK(p);
 416
 417         /*
 418          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 419          */
 420         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0 ||
 421             (xfpusave != NULL && copyout(xfpusave,
 422             (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xfpustate, xfpusave_len)
 423             != 0)) {
 424 #ifdef DEBUG
 425                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 426 #endif
 427                 PROC_LOCK(p);
 428                 sigexit(td, SIGILL);
 429         }
 430
 431         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 432         regs->tf_rip = p->p_sysent->sv_sigcode_base;
 433         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 434         regs->tf_cs = _ucodesel;
 435         regs->tf_ds = _udatasel;
 436         regs->tf_es = _udatasel;
 437         regs->tf_fs = _ufssel;
 438         regs->tf_gs = _ugssel;
 439         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 440         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 441         PROC_LOCK(p);
 442         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 443 }
 444
 445 /*
 446  * System call to cleanup state after a signal
 447  * has been taken.  Reset signal mask and
 448  * stack state from context left by sendsig (above).
 449  * Return to previous pc and psl as specified by
 450  * context left by sendsig. Check carefully to
 451  * make sure that the user has not modified the
 452  * state to gain improper privileges.
 453  *
 454  * MPSAFE
 455  */
 456 int
 457 sys_sigreturn(td, uap)
 458         struct thread *td;
 459         struct sigreturn_args /* {
 460                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 461         } */ *uap;
 462 {
 463         ucontext_t uc;
 464         struct pcb *pcb;
 465         struct proc *p;
 466         struct trapframe *regs;
 467         ucontext_t *ucp;
 468         char *xfpustate;
 469         size_t xfpustate_len;
 470         long rflags;
 471         int cs, error, ret;
 472         ksiginfo_t ksi;
 473
 474         pcb = td->td_pcb;
 475         p = td->td_proc;
 476
 477         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 478         if (error != 0) {
 479                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn copyin failed\n",
 480                     p->p_pid, td->td_name);
 481                 return (error);
 482         }
 483         ucp = &uc;
 484         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
 485                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn mc_flags %x\n", p->p_pid,
 486                     td->td_name, ucp->uc_mcontext.mc_flags);
 487                 return (EINVAL);
 488         }
 489         regs = td->td_frame;
 490         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 491         /*
 492          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 493          */
 494         if (!EFL_SECURE(rflags, regs->tf_rflags)) {
 495                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
 496                     td->td_name, rflags);
 497                 return (EINVAL);
 498         }
 499
 500         /*
 501          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 502          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 503          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 504          */
 505         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 506         if (!CS_SECURE(cs)) {
 507                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn cs = 0x%x\n", p->p_pid,
 508                     td->td_name, cs);
 509                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 510                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 511                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 512                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 513                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 514                 trapsignal(td, &ksi);
 515                 return (EINVAL);
 516         }
 517
 518         if ((uc.uc_mcontext.mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) != 0) {
 519                 xfpustate_len = uc.uc_mcontext.mc_xfpustate_len;
 520                 if (xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
 521                     sizeof(struct savefpu)) {
 522                         uprintf("pid %d (%s): sigreturn xfpusave_len = 0x%zx\n",
 523                             p->p_pid, td->td_name, xfpustate_len);
 524                         return (EINVAL);
 525                 }
 526                 xfpustate = __builtin_alloca(xfpustate_len);
 527                 error = copyin((const void *)uc.uc_mcontext.mc_xfpustate,
 528                     xfpustate, xfpustate_len);
 529                 if (error != 0) {
 530                         uprintf(
 531         "pid %d (%s): sigreturn copying xfpustate failed\n",
 532                             p->p_pid, td->td_name);
 533                         return (error);
 534                 }
 535         } else {
 536                 xfpustate = NULL;
 537                 xfpustate_len = 0;
 538         }
 539         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext, xfpustate, xfpustate_len);
 540         if (ret != 0) {
 541                 uprintf("pid %d (%s): sigreturn set_fpcontext err %d\n",
 542                     p->p_pid, td->td_name, ret);
 543                 return (ret);
 544         }
 545         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 546         pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
 547         pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
 548
 549 #if defined(COMPAT_43)
 550         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 551                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 552         else
 553                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 554 #endif
 555
 556         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
 557         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 558         return (EJUSTRETURN);
 559 }
 560
 561 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 562 int
 563 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 564 {
 565
 566         return sys_sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 567 }
 568 #endif
 569
 570
 571 /*
 572  * Machine dependent boot() routine
 573  *
 574  * I haven't seen anything to put here yet
 575  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 576  */
 577 void
 578 cpu_boot(int howto)
 579 {
 580 }
 581
 582 /*
 583  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
 584  * be made coherent later.
 585  */
 586 void
 587 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
 588 {
 589         /* Not applicable */
 590 }
 591
 592 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 593 int
 594 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 595 {
 596         uint64_t tsc1, tsc2;
 597         uint64_t acnt, mcnt, perf;
 598         register_t reg;
 599
 600         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 601                 return (EINVAL);
 602
 603         /*
 604          * If TSC is P-state invariant and APERF/MPERF MSRs do not exist,
 605          * DELAY(9) based logic fails.
 606          */
 607         if (tsc_is_invariant && !tsc_perf_stat)
 608                 return (EOPNOTSUPP);
 609
 610 #ifdef SMP
 611         if (smp_cpus > 1) {
 612                 /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 613                 thread_lock(curthread);
 614                 sched_bind(curthread, cpu_id);
 615                 thread_unlock(curthread);
 616         }
 617 #endif
 618
 619         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 620         reg = intr_disable();
 621         if (tsc_is_invariant) {
 622                 wrmsr(MSR_MPERF, 0);
 623                 wrmsr(MSR_APERF, 0);
 624                 tsc1 = rdtsc();
 625                 DELAY(1000);
 626                 mcnt = rdmsr(MSR_MPERF);
 627                 acnt = rdmsr(MSR_APERF);
 628                 tsc2 = rdtsc();
 629                 intr_restore(reg);
 630                 perf = 1000 * acnt / mcnt;
 631                 *rate = (tsc2 - tsc1) * perf;
 632         } else {
 633                 tsc1 = rdtsc();
 634                 DELAY(1000);
 635                 tsc2 = rdtsc();
 636                 intr_restore(reg);
 637                 *rate = (tsc2 - tsc1) * 1000;
 638         }
 639
 640 #ifdef SMP
 641         if (smp_cpus > 1) {
 642                 thread_lock(curthread);
 643                 sched_unbind(curthread);
 644                 thread_unlock(curthread);
 645         }
 646 #endif
 647
 648         return (0);
 649 }
 650
 651 /*
 652  * Shutdown the CPU as much as possible
 653  */
 654 void
 655 cpu_halt(void)
 656 {
 657         for (;;)
 658                 halt();
 659 }
 660
 661 void (*cpu_idle_hook)(sbintime_t) = NULL;       /* ACPI idle hook. */
 662 static int      cpu_ident_amdc1e = 0;   /* AMD C1E supported. */
 663 static int      idle_mwait = 1;         /* Use MONITOR/MWAIT for short idle. */
 664 TUNABLE_INT("machdep.idle_mwait", &idle_mwait);
 665 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, idle_mwait, CTLFLAG_RW, &idle_mwait,
 666     0, "Use MONITOR/MWAIT for short idle");
 667
 668 #define STATE_RUNNING   0x0
 669 #define STATE_MWAIT     0x1
 670 #define STATE_SLEEPING  0x2
 671
 672 static void
 673 cpu_idle_acpi(sbintime_t sbt)
 674 {
 675         int *state;
 676
 677         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 678         *state = STATE_SLEEPING;
 679
 680         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 681         disable_intr();
 682         if (sched_runnable())
 683                 enable_intr();
 684         else if (cpu_idle_hook)
 685                 cpu_idle_hook(sbt);
 686         else
 687                 __asm __volatile("sti; hlt");
 688         *state = STATE_RUNNING;
 689 }
 690
 691 static void
 692 cpu_idle_hlt(sbintime_t sbt)
 693 {
 694         int *state;
 695
 696         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 697         *state = STATE_SLEEPING;
 698
 699         /*
 700          * Since we may be in a critical section from cpu_idle(), if
 701          * an interrupt fires during that critical section we may have
 702          * a pending preemption.  If the CPU halts, then that thread
 703          * may not execute until a later interrupt awakens the CPU.
 704          * To handle this race, check for a runnable thread after
 705          * disabling interrupts and immediately return if one is
 706          * found.  Also, we must absolutely guarentee that hlt is
 707          * the next instruction after sti.  This ensures that any
 708          * interrupt that fires after the call to disable_intr() will
 709          * immediately awaken the CPU from hlt.  Finally, please note
 710          * that on x86 this works fine because of interrupts enabled only
 711          * after the instruction following sti takes place, while IF is set
 712          * to 1 immediately, allowing hlt instruction to acknowledge the
 713          * interrupt.
 714          */
 715         disable_intr();
 716         if (sched_runnable())
 717                 enable_intr();
 718         else
 719                 __asm __volatile("sti; hlt");
 720         *state = STATE_RUNNING;
 721 }
 722
 723 /*
 724  * MWAIT cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
 725  */
 726 #define MWAIT_C0        0xf0
 727 #define MWAIT_C1        0x00
 728 #define MWAIT_C2        0x10
 729 #define MWAIT_C3        0x20
 730 #define MWAIT_C4        0x30
 731
 732 static void
 733 cpu_idle_mwait(sbintime_t sbt)
 734 {
 735         int *state;
 736
 737         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 738         *state = STATE_MWAIT;
 739
 740         /* See comments in cpu_idle_hlt(). */
 741         disable_intr();
 742         if (sched_runnable()) {
 743                 enable_intr();
 744                 *state = STATE_RUNNING;
 745                 return;
 746         }
 747         cpu_monitor(state, 0, 0);
 748         if (*state == STATE_MWAIT)
 749                 __asm __volatile("sti; mwait" : : "a" (MWAIT_C1), "c" (0));
 750         else
 751                 enable_intr();
 752         *state = STATE_RUNNING;
 753 }
 754
 755 static void
 756 cpu_idle_spin(sbintime_t sbt)
 757 {
 758         int *state;
 759         int i;
 760
 761         state = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
 762         *state = STATE_RUNNING;
 763
 764         /*
 765          * The sched_runnable() call is racy but as long as there is
 766          * a loop missing it one time will have just a little impact if any
 767          * (and it is much better than missing the check at all).
 768          */
 769         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 770                 if (sched_runnable())
 771                         return;
 772                 cpu_spinwait();
 773         }
 774 }
 775
 776 /*
 777  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
 778  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
 779  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
 780  *
 781  * Reference:
 782  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
 783  *   #32559 revision 3.00+
 784  */
 785 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
 786 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
 787 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
 788 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
 789
 790 static void
 791 cpu_probe_amdc1e(void)
 792 {
 793
 794         /*
 795          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
 796          * dual-cores (or future) k8 family.
 797          */
 798         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
 799             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
 800             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
 801                 cpu_ident_amdc1e = 1;
 802         }
 803 }
 804
 805 void (*cpu_idle_fn)(sbintime_t) = cpu_idle_acpi;
 806
 807 void
 808 cpu_idle(int busy)
 809 {
 810         uint64_t msr;
 811         sbintime_t sbt = -1;
 812
 813         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d",
 814             busy, curcpu);
 815 #ifdef MP_WATCHDOG
 816         ap_watchdog(PCPU_GET(cpuid));
 817 #endif
 818         /* If we are busy - try to use fast methods. */
 819         if (busy) {
 820                 if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && idle_mwait) {
 821                         cpu_idle_mwait(busy);
 822                         goto out;
 823                 }
 824         }
 825
 826         /* If we have time - switch timers into idle mode. */
 827         if (!busy) {
 828                 critical_enter();
 829                 sbt = cpu_idleclock();
 830         }
 831
 832         /* Apply AMD APIC timer C1E workaround. */
 833         if (cpu_ident_amdc1e && cpu_disable_deep_sleep) {
 834                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
 835                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
 836                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
 837         }
 838
 839         /* Call main idle method. */
 840         cpu_idle_fn(sbt);
 841
 842         /* Switch timers mack into active mode. */
 843         if (!busy) {
 844                 cpu_activeclock();
 845                 critical_exit();
 846         }
 847 out:
 848         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done",
 849             busy, curcpu);
 850 }
 851
 852 int
 853 cpu_idle_wakeup(int cpu)
 854 {
 855         struct pcpu *pcpu;
 856         int *state;
 857
 858         pcpu = pcpu_find(cpu);
 859         state = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
 860         /*
 861          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
 862          * simply result in unnecessary IPIs.
 863          */
 864         if (*state == STATE_SLEEPING)
 865                 return (0);
 866         if (*state == STATE_MWAIT)
 867                 *state = STATE_RUNNING;
 868         return (1);
 869 }
 870
 871 /*
 872  * Ordered by speed/power consumption.
 873  */
 874 struct {
 875         void    *id_fn;
 876         char    *id_name;
 877 } idle_tbl[] = {
 878         { cpu_idle_spin, "spin" },
 879         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
 880         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
 881         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
 882         { NULL, NULL }
 883 };
 884
 885 static int
 886 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 887 {
 888         char *avail, *p;
 889         int error;
 890         int i;
 891
 892         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
 893         p = avail;
 894         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 895                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 896                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 897                         continue;
 898                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 899                     cpu_idle_hook == NULL)
 900                         continue;
 901                 p += sprintf(p, "%s%s", p != avail ? ", " : "",
 902                     idle_tbl[i].id_name);
 903         }
 904         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
 905         free(avail, M_TEMP);
 906         return (error);
 907 }
 908
 909 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
 910     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
 911
 912 static int
 913 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 914 {
 915         char buf[16];
 916         int error;
 917         char *p;
 918         int i;
 919
 920         p = "unknown";
 921         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 922                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
 923                         p = idle_tbl[i].id_name;
 924                         break;
 925                 }
 926         }
 927         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
 928         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
 929         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 930                 return (error);
 931         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
 932                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
 933                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
 934                         continue;
 935                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "acpi") == 0 &&
 936                     cpu_idle_hook == NULL)
 937                         continue;
 938                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
 939                         continue;
 940                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
 941                 return (0);
 942         }
 943         return (EINVAL);
 944 }
 945
 946 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 947     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
 948
 949 /*
 950  * Reset registers to default values on exec.
 951  */
 952 void
 953 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 954 {
 955         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 956         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 957
 958         mtx_lock(&dt_lock);
 959         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 960                 user_ldt_free(td);
 961         else
 962                 mtx_unlock(&dt_lock);
 963
 964         pcb->pcb_fsbase = 0;
 965         pcb->pcb_gsbase = 0;
 966         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 967         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 968         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 969
 970         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 971         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 972         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 973         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 974         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 975         regs->tf_ss = _udatasel;
 976         regs->tf_cs = _ucodesel;
 977         regs->tf_ds = _udatasel;
 978         regs->tf_es = _udatasel;
 979         regs->tf_fs = _ufssel;
 980         regs->tf_gs = _ugssel;
 981         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 982         td->td_retval[1] = 0;
 983
 984         /*
 985          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 986          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 987          */
 988         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 989                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 990                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 991                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 992                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 993                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 994                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 995                 if (pcb == curpcb) {
 996                         /*
 997                          * Clear the debug registers on the running
 998                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 999                          * the next process we switch to.
1000                          */
1001                         reset_dbregs();
1002                 }
1003                 clear_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
1004         }
1005
1006         /*
1007          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
1008          * clean FP state if it uses the FPU again.
1009          */
1010         fpstate_drop(td);
1011 }
1012
1013 void
1014 cpu_setregs(void)
1015 {
1016         register_t cr0;
1017
1018         cr0 = rcr0();
1019         /*
1020          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
1021          * BSP.  See the comments there about why we set them.
1022          */
1023         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
1024         load_cr0(cr0);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Initialize amd64 and configure to run kernel
1029  */
1030
1031 /*
1032  * Initialize segments & interrupt table
1033  */
1034
1035 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
1036 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1037 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1038
1039 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1040
1041 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1042 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
1043
1044 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
1045
1046 /*
1047  * Software prototypes -- in more palatable form.
1048  *
1049  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
1050  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
1051  */
1052 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1053 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1054 {       .ssd_base = 0x0,
1055         .ssd_limit = 0x0,
1056         .ssd_type = 0,
1057         .ssd_dpl = 0,
1058         .ssd_p = 0,
1059         .ssd_long = 0,
1060         .ssd_def32 = 0,
1061         .ssd_gran = 0           },
1062 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
1063 {       .ssd_base = 0x0,
1064         .ssd_limit = 0x0,
1065         .ssd_type = 0,
1066         .ssd_dpl = 0,
1067         .ssd_p = 0,
1068         .ssd_long = 0,
1069         .ssd_def32 = 0,
1070         .ssd_gran = 0           },
1071 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
1072 {       .ssd_base = 0x0,
1073         .ssd_limit = 0xfffff,
1074         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1075         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1076         .ssd_p = 1,
1077         .ssd_long = 0,
1078         .ssd_def32 = 1,
1079         .ssd_gran = 1           },
1080 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
1081 {       .ssd_base = 0x0,
1082         .ssd_limit = 0xfffff,
1083         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1084         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1085         .ssd_p = 1,
1086         .ssd_long = 0,
1087         .ssd_def32 = 1,
1088         .ssd_gran = 1           },
1089 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
1090 {       .ssd_base = 0x0,
1091         .ssd_limit = 0xfffff,
1092         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1093         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1094         .ssd_p = 1,
1095         .ssd_long = 1,
1096         .ssd_def32 = 0,
1097         .ssd_gran = 1           },
1098 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
1099 {       .ssd_base = 0x0,
1100         .ssd_limit = 0xfffff,
1101         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1102         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1103         .ssd_p = 1,
1104         .ssd_long = 1,
1105         .ssd_def32 = 0,
1106         .ssd_gran = 1           },
1107 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1108 {       .ssd_base = 0x0,
1109         .ssd_limit = 0xfffff,
1110         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1111         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1112         .ssd_p = 1,
1113         .ssd_long = 0,
1114         .ssd_def32 = 1,
1115         .ssd_gran = 1           },
1116 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1117 {       .ssd_base = 0x0,
1118         .ssd_limit = 0xfffff,
1119         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1120         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1121         .ssd_p = 1,
1122         .ssd_long = 0,
1123         .ssd_def32 = 1,
1124         .ssd_gran = 1           },
1125 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1126 {       .ssd_base = 0x0,
1127         .ssd_limit = 0xfffff,
1128         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1129         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1130         .ssd_p = 1,
1131         .ssd_long = 1,
1132         .ssd_def32 = 0,
1133         .ssd_gran = 1           },
1134 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1135 {       .ssd_base = 0x0,
1136         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1137         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1138         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1139         .ssd_p = 1,
1140         .ssd_long = 0,
1141         .ssd_def32 = 0,
1142         .ssd_gran = 0           },
1143 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1144 {       .ssd_base = 0x0,
1145         .ssd_limit = 0x0,
1146         .ssd_type = 0,
1147         .ssd_dpl = 0,
1148         .ssd_p = 0,
1149         .ssd_long = 0,
1150         .ssd_def32 = 0,
1151         .ssd_gran = 0           },
1152 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1153 {       .ssd_base = 0x0,
1154         .ssd_limit = 0x0,
1155         .ssd_type = 0,
1156         .ssd_dpl = 0,
1157         .ssd_p = 0,
1158         .ssd_long = 0,
1159         .ssd_def32 = 0,
1160         .ssd_gran = 0           },
1161 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1162 {       .ssd_base = 0x0,
1163         .ssd_limit = 0x0,
1164         .ssd_type = 0,
1165         .ssd_dpl = 0,
1166         .ssd_p = 0,
1167         .ssd_long = 0,
1168         .ssd_def32 = 0,
1169         .ssd_gran = 0           },
1170 };
1171
1172 void
1173 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1174         int idx;
1175         inthand_t *func;
1176         int typ;
1177         int dpl;
1178         int ist;
1179 {
1180         struct gate_descriptor *ip;
1181
1182         ip = idt + idx;
1183         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1184         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1185         ip->gd_ist = ist;
1186         ip->gd_xx = 0;
1187         ip->gd_type = typ;
1188         ip->gd_dpl = dpl;
1189         ip->gd_p = 1;
1190         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1191 }
1192
1193 extern inthand_t
1194         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1195         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1196         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1197         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1198         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1199 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1200         IDTVEC(dtrace_ret),
1201 #endif
1202 #ifdef XENHVM
1203         IDTVEC(xen_intr_upcall),
1204 #endif
1205         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1206
1207 #ifdef DDB
1208 /*
1209  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1210  * the default 'rsvd' entry point.
1211  */
1212 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1213 {
1214         struct gate_descriptor *ip;
1215         int idx;
1216         uintptr_t func;
1217
1218         ip = idt;
1219         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1220                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1221                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1222                         db_printf("%3d\t", idx);
1223                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1224                         db_printf("\n");
1225                 }
1226                 ip++;
1227         }
1228 }
1229
1230 /* Show privileged registers. */
1231 DB_SHOW_COMMAND(sysregs, db_show_sysregs)
1232 {
1233         struct {
1234                 uint16_t limit;
1235                 uint64_t base;
1236         } __packed idtr, gdtr;
1237         uint16_t ldt, tr;
1238
1239         __asm __volatile("sidt %0" : "=m" (idtr));
1240         db_printf("idtr\t0x%016lx/%04x\n",
1241             (u_long)idtr.base, (u_int)idtr.limit);
1242         __asm __volatile("sgdt %0" : "=m" (gdtr));
1243         db_printf("gdtr\t0x%016lx/%04x\n",
1244             (u_long)gdtr.base, (u_int)gdtr.limit);
1245         __asm __volatile("sldt %0" : "=r" (ldt));
1246         db_printf("ldtr\t0x%04x\n", ldt);
1247         __asm __volatile("str %0" : "=r" (tr));
1248         db_printf("tr\t0x%04x\n", tr);
1249         db_printf("cr0\t0x%016lx\n", rcr0());
1250         db_printf("cr2\t0x%016lx\n", rcr2());
1251         db_printf("cr3\t0x%016lx\n", rcr3());
1252         db_printf("cr4\t0x%016lx\n", rcr4());
1253         db_printf("EFER\t%016lx\n", rdmsr(MSR_EFER));
1254         db_printf("FEATURES_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL));
1255         db_printf("DEBUG_CTL\t%016lx\n", rdmsr(MSR_DEBUGCTLMSR));
1256         db_printf("PAT\t%016lx\n", rdmsr(MSR_PAT));
1257         db_printf("GSBASE\t%016lx\n", rdmsr(MSR_GSBASE));
1258 }
1259 #endif
1260
1261 void
1262 sdtossd(sd, ssd)
1263         struct user_segment_descriptor *sd;
1264         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1265 {
1266
1267         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1268         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1269         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1270         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1271         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1272         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1273         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1274         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1275 }
1276
1277 void
1278 ssdtosd(ssd, sd)
1279         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1280         struct user_segment_descriptor *sd;
1281 {
1282
1283         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1284         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1285         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1286         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1287         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1288         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1289         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1290         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1291         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1292         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1293 }
1294
1295 void
1296 ssdtosyssd(ssd, sd)
1297         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1298         struct system_segment_descriptor *sd;
1299 {
1300
1301         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1302         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1303         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1304         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1305         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1306         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1307         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1308         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1309 }
1310
1311 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1312 #include <isa/isavar.h>
1313 #include <isa/isareg.h>
1314 /*
1315  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1316  * and is only suitable for use at probe time.
1317  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1318  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1319  * implementation in the apic driver code, if at all.
1320  */
1321 intrmask_t
1322 isa_irq_pending(void)
1323 {
1324         u_char irr1;
1325         u_char irr2;
1326
1327         irr1 = inb(IO_ICU1);
1328         irr2 = inb(IO_ICU2);
1329         return ((irr2 << 8) | irr1);
1330 }
1331 #endif
1332
1333 u_int basemem;
1334
1335 static int
1336 add_physmap_entry(uint64_t base, uint64_t length, vm_paddr_t *physmap,
1337     int *physmap_idxp)
1338 {
1339         int i, insert_idx, physmap_idx;
1340
1341         physmap_idx = *physmap_idxp;
1342
1343         if (length == 0)
1344                 return (1);
1345
1346         /*
1347          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1348          * assuming the new entry will be added to the end.
1349          */
1350         insert_idx = physmap_idx + 2;
1351         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1352                 if (base < physmap[i + 1]) {
1353                         if (base + length <= physmap[i]) {
1354                                 insert_idx = i;
1355                                 break;
1356                         }
1357                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1358                                 printf(
1359                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1360                         return (1);
1361                 }
1362         }
1363
1364         /* See if we can prepend to the next entry. */
1365         if (insert_idx <= physmap_idx && base + length == physmap[insert_idx]) {
1366                 physmap[insert_idx] = base;
1367                 return (1);
1368         }
1369
1370         /* See if we can append to the previous entry. */
1371         if (insert_idx > 0 && base == physmap[insert_idx - 1]) {
1372                 physmap[insert_idx - 1] += length;
1373                 return (1);
1374         }
1375
1376         physmap_idx += 2;
1377         *physmap_idxp = physmap_idx;
1378         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1379                 printf(
1380                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1381                 return (0);
1382         }
1383
1384         /*
1385          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1386          * entry if needed.
1387          */
1388         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1389                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1390                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1391         }
1392
1393         /* Insert the new entry. */
1394         physmap[insert_idx] = base;
1395         physmap[insert_idx + 1] = base + length;
1396         return (1);
1397 }
1398
1399 static void
1400 add_smap_entries(struct bios_smap *smapbase, vm_paddr_t *physmap,
1401     int *physmap_idx)
1402 {
1403         struct bios_smap *smap, *smapend;
1404         u_int32_t smapsize;
1405
1406         /*
1407          * Memory map from INT 15:E820.
1408          *
1409          * subr_module.c says:
1410          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1411          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1412          */
1413         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1414         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1415
1416         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1417                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1418                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1419                             smap->type, smap->base, smap->length);
1420
1421                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1422                         continue;
1423
1424                 if (!add_physmap_entry(smap->base, smap->length, physmap,
1425                     physmap_idx))
1426                         break;
1427         }
1428 }
1429
1430 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1431         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1432
1433 static void
1434 add_efi_map_entries(struct efi_map_header *efihdr, vm_paddr_t *physmap,
1435     int *physmap_idx)
1436 {
1437         struct efi_md *map, *p;
1438         const char *type;
1439         size_t efisz;
1440         int ndesc, i;
1441
1442         static const char *types[] = {
1443                 "Reserved",
1444                 "LoaderCode",
1445                 "LoaderData",
1446                 "BootServicesCode",
1447                 "BootServicesData",
1448                 "RuntimeServicesCode",
1449                 "RuntimeServicesData",
1450                 "ConventionalMemory",
1451                 "UnusableMemory",
1452                 "ACPIReclaimMemory",
1453                 "ACPIMemoryNVS",
1454                 "MemoryMappedIO",
1455                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1456                 "PalCode"
1457         };
1458
1459         /*
1460          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1461          * Boot Services API.
1462          */
1463         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1464         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
1465
1466         if (efihdr->descriptor_size == 0)
1467                 return;
1468         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
1469
1470         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1471                 printf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1472                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1473
1474         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1475             p = efi_next_descriptor(p, efihdr->descriptor_size)) {
1476                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1477                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1478                                 type = types[p->md_type];
1479                         else
1480                                 type = "<INVALID>";
1481                         printf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1482                             p->md_virt, p->md_pages);
1483                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1484                                 printf("UC ");
1485                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1486                                 printf("WC ");
1487                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1488                                 printf("WT ");
1489                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1490                                 printf("WB ");
1491                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1492                                 printf("UCE ");
1493                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1494                                 printf("WP ");
1495                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1496                                 printf("RP ");
1497                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1498                                 printf("XP ");
1499                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1500                                 printf("RUNTIME");
1501                         printf("\n");
1502                 }
1503
1504                 switch (p->md_type) {
1505                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1506                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1507                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1508                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1509                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1510                         /*
1511                          * We're allowed to use any entry with these types.
1512                          */
1513                         break;
1514                 default:
1515                         continue;
1516                 }
1517
1518                 if (!add_physmap_entry(p->md_phys, (p->md_pages * PAGE_SIZE),
1519                     physmap, physmap_idx))
1520                         break;
1521         }
1522 }
1523
1524 static char bootmethod[16] = "";
1525 SYSCTL_STRING(_machdep, OID_AUTO, bootmethod, CTLFLAG_RD, bootmethod, 0,
1526     "System firmware boot method");
1527
1528 /*
1529  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1530  * available physical memory in the system, then test this memory and
1531  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1532  *
1533  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1534  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1535  *
1536  * XXX first should be vm_paddr_t.
1537  */
1538 static void
1539 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1540 {
1541         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1542         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1543         u_long physmem_start, physmem_tunable, memtest;
1544         pt_entry_t *pte;
1545         struct bios_smap *smapbase;
1546         struct efi_map_header *efihdr;
1547         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1548
1549         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1550         basemem = 0;
1551         physmap_idx = 0;
1552
1553         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1554             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1555         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1556             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1557
1558         if (efihdr != NULL) {
1559                 add_efi_map_entries(efihdr, physmap, &physmap_idx);
1560                 strlcpy(bootmethod, "UEFI", sizeof(bootmethod));
1561         } else if (smapbase != NULL) {
1562                 add_smap_entries(smapbase, physmap, &physmap_idx);
1563                 strlcpy(bootmethod, "BIOS", sizeof(bootmethod));
1564         } else {
1565                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1566         }
1567
1568         /*
1569          * Find the 'base memory' segment for SMP
1570          */
1571         basemem = 0;
1572         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1573                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1574                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1575                         break;
1576                 }
1577         }
1578         if (basemem == 0)
1579                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1580
1581 #ifdef SMP
1582         /* make hole for AP bootstrap code */
1583         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1584 #endif
1585
1586         /*
1587          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1588          * highest page of the physical address space.  It should be
1589          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1590          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1591          */
1592         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1593
1594 #ifdef MAXMEM
1595         Maxmem = MAXMEM / 4;
1596 #endif
1597
1598         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1599                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1600
1601         /*
1602          * By default enable the memory test on real hardware, and disable
1603          * it if we appear to be running in a VM.  This avoids touching all
1604          * pages unnecessarily, which doesn't matter on real hardware but is
1605          * bad for shared VM hosts.  Use a general name so that
1606          * one could eventually do more with the code than just disable it.
1607          */
1608         memtest = (vm_guest > VM_GUEST_NO) ? 0 : 1;
1609         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.memtest.tests", &memtest);
1610
1611         /*
1612          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1613          * in the system.
1614          */
1615         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1616                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1617
1618         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1619             (boothowto & RB_VERBOSE))
1620                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1621
1622         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1623         pmap_bootstrap(&first);
1624
1625         /*
1626          * Size up each available chunk of physical memory.
1627          *
1628          * XXX Some BIOSes corrupt low 64KB between suspend and resume.
1629          * By default, mask off the first 16 pages unless we appear to be
1630          * running in a VM.
1631          */
1632         physmem_start = (vm_guest > VM_GUEST_NO ? 1 : 16) << PAGE_SHIFT;
1633         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem.start", &physmem_start);
1634         if (physmem_start < PAGE_SIZE)
1635                 physmap[0] = PAGE_SIZE;
1636         else if (physmem_start >= physmap[1])
1637                 physmap[0] = round_page(physmap[1] - PAGE_SIZE);
1638         else
1639                 physmap[0] = round_page(physmem_start);
1640         pa_indx = 0;
1641         da_indx = 1;
1642         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1643         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1644         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1645         pte = CMAP1;
1646
1647         /*
1648          * Get dcons buffer address
1649          */
1650         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1651             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1652                 dcons_addr = 0;
1653
1654         /*
1655          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1656          * round up the start address and round down the end address.
1657          */
1658         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1659                 vm_paddr_t end;
1660
1661                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1662                 if (physmap[i + 1] < end)
1663                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1664                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1665                         int tmp, page_bad, full;
1666                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1667
1668                         full = FALSE;
1669                         /*
1670                          * block out kernel memory as not available.
1671                          */
1672                         if (pa >= (vm_paddr_t)kernphys && pa < first)
1673                                 goto do_dump_avail;
1674
1675                         /*
1676                          * block out dcons buffer
1677                          */
1678                         if (dcons_addr > 0
1679                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1680                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1681                                 goto do_dump_avail;
1682
1683                         page_bad = FALSE;
1684                         if (memtest == 0)
1685                                 goto skip_memtest;
1686
1687                         /*
1688                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1689                          */
1690                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_NC_PWT | PG_NC_PCD;
1691                         invltlb();
1692
1693                         tmp = *(int *)ptr;
1694                         /*
1695                          * Test for alternating 1's and 0's
1696                          */
1697                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1698                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1699                                 page_bad = TRUE;
1700                         /*
1701                          * Test for alternating 0's and 1's
1702                          */
1703                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1704                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1705                                 page_bad = TRUE;
1706                         /*
1707                          * Test for all 1's
1708                          */
1709                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1710                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1711                                 page_bad = TRUE;
1712                         /*
1713                          * Test for all 0's
1714                          */
1715                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1716                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1717                                 page_bad = TRUE;
1718                         /*
1719                          * Restore original value.
1720                          */
1721                         *(int *)ptr = tmp;
1722
1723 skip_memtest:
1724                         /*
1725                          * Adjust array of valid/good pages.
1726                          */
1727                         if (page_bad == TRUE)
1728                                 continue;
1729                         /*
1730                          * If this good page is a continuation of the
1731                          * previous set of good pages, then just increase
1732                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1733                          * Note that "end" points one higher than end,
1734                          * making the range >= start and < end.
1735                          * If we're also doing a speculative memory
1736                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1737                          * so that we keep going. The first bad page
1738                          * will terminate the loop.
1739                          */
1740                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1741                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1742                         } else {
1743                                 pa_indx++;
1744                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1745                                         printf(
1746                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1747                                         pa_indx--;
1748                                         full = TRUE;
1749                                         goto do_dump_avail;
1750                                 }
1751                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1752                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1753                         }
1754                         physmem++;
1755 do_dump_avail:
1756                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1757                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1758                         } else {
1759                                 da_indx++;
1760                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1761                                         da_indx--;
1762                                         goto do_next;
1763                                 }
1764                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1765                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1766                         }
1767 do_next:
1768                         if (full)
1769                                 break;
1770                 }
1771         }
1772         *pte = 0;
1773         invltlb();
1774
1775         /*
1776          * XXX
1777          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1778          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1779          * calculation, etc.).
1780          */
1781         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1782             round_page(msgbufsize) >= phys_avail[pa_indx]) {
1783                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1784                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1785                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1786         }
1787
1788         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1789
1790         /* Trim off space for the message buffer. */
1791         phys_avail[pa_indx] -= round_page(msgbufsize);
1792
1793         /* Map the message buffer. */
1794         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1795 }
1796
1797 u_int64_t
1798 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1799 {
1800         caddr_t kmdp;
1801         int gsel_tss, x;
1802         struct pcpu *pc;
1803         struct nmi_pcpu *np;
1804         struct xstate_hdr *xhdr;
1805         u_int64_t msr;
1806         char *env;
1807         size_t kstack0_sz;
1808
1809         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1810         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1811         kstack0_sz = thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE;
1812         bzero((void *)thread0.td_kstack, kstack0_sz);
1813         physfree += kstack0_sz;
1814
1815         /*
1816          * This may be done better later if it gets more high level
1817          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1818          */
1819         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1820
1821         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1822         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1823         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1824         if (kmdp == NULL)
1825                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1826         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1827         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1828 #ifdef DDB
1829         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1830         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1831 #endif
1832
1833         /* Init basic tunables, hz etc */
1834         init_param1();
1835
1836         /*
1837          * make gdt memory segments
1838          */
1839         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1840                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1841                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1842                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1843         }
1844         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1845         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1846             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1847
1848         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1849         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1850         lgdt(&r_gdt);
1851         pc = &__pcpu[0];
1852
1853         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1854         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1855         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1856
1857         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1858         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1859         physfree += DPCPU_SIZE;
1860         PCPU_SET(prvspace, pc);
1861         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1862         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1863         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1864         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1865         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1866         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1867         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1868
1869         /*
1870          * Initialize mutexes.
1871          *
1872          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1873          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1874          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1875          *           under witness.
1876          */
1877         mutex_init();
1878         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1879         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1880
1881         /* exceptions */
1882         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1883                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1884         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1885         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1886         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1887         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1888         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1889         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1890         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1891         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1892         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1893         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1894         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1895         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1896         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1897         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1898         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1899         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1900         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1901         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1902         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1903 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1904         setidt(IDT_DTRACE_RET, &IDTVEC(dtrace_ret), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1905 #endif
1906 #ifdef XENHVM
1907         setidt(IDT_EVTCHN, &IDTVEC(xen_intr_upcall), SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1908 #endif
1909
1910         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1911         r_idt.rd_base = (long) idt;
1912         lidt(&r_idt);
1913
1914         /*
1915          * Initialize the i8254 before the console so that console
1916          * initialization can use DELAY().
1917          */
1918         i8254_init();
1919
1920         /*
1921          * Use vt(4) by default for UEFI boot (during the sc(4)/vt(4)
1922          * transition).
1923          */
1924         if (kmdp != NULL && preload_search_info(kmdp,
1925             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP) != NULL)
1926                 vty_set_preferred(VTY_VT);
1927
1928         /*
1929          * Initialize the console before we print anything out.
1930          */
1931         cninit();
1932
1933 #ifdef DEV_ISA
1934 #ifdef DEV_ATPIC
1935         elcr_probe();
1936         atpic_startup();
1937 #else
1938         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1939         atpic_reset();
1940
1941         /*
1942          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1943          * interrupt handler.
1944          */
1945         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1946         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1947 #endif
1948 #else
1949 #error "have you forgotten the isa device?";
1950 #endif
1951
1952         kdb_init();
1953
1954 #ifdef KDB
1955         if (boothowto & RB_KDB)
1956                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1957                     "Boot flags requested debugger");
1958 #endif
1959
1960         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1961         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1962         initializecpucache();
1963
1964         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1965         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1966
1967         /*
1968          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1969          * above the start of the ist2 stack.
1970          */
1971         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1972         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1973         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1974
1975         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1976         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1977             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1978
1979         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1980         ltr(gsel_tss);
1981
1982         /* Set up the fast syscall stuff */
1983         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1984         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1985         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1986         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1987         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1988               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1989         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1990         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1991
1992         getmemsize(kmdp, physfree);
1993         init_param2(physmem);
1994
1995         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1996
1997         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
1998         fpuinit();
1999
2000         /*
2001          * Set up thread0 pcb after fpuinit calculated pcb + fpu save
2002          * area size.  Zero out the extended state header in fpu save
2003          * area.
2004          */
2005         thread0.td_pcb = get_pcb_td(&thread0);
2006         bzero(get_pcb_user_save_td(&thread0), cpu_max_ext_state_size);
2007         if (use_xsave) {
2008                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(get_pcb_user_save_td(&thread0) +
2009                     1);
2010                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
2011         }
2012         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2013         common_tss[0].tss_rsp0 = (vm_offset_t)thread0.td_pcb;
2014         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2015         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
2016         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
2017         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
2018
2019         /* transfer to user mode */
2020
2021         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2022         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2023         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2024         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
2025         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
2026
2027         load_ds(_udatasel);
2028         load_es(_udatasel);
2029         load_fs(_ufssel);
2030
2031         /* setup proc 0's pcb */
2032         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2033         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys; /* PCID 0 is reserved for kernel */
2034         thread0.td_frame = &proc0_tf;
2035
2036         env = getenv("kernelname");
2037         if (env != NULL)
2038                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
2039
2040         cpu_probe_amdc1e();
2041
2042 #ifdef FDT
2043         x86_init_fdt();
2044 #endif
2045
2046         /* Location of kernel stack for locore */
2047         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2048 }
2049
2050 void
2051 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
2052 {
2053
2054         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
2055 }
2056
2057 static int
2058 smap_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2059 {
2060         struct bios_smap *smapbase;
2061         struct bios_smap_xattr smap;
2062         caddr_t kmdp;
2063         uint32_t *smapattr;
2064         int count, error, i;
2065
2066         /* Retrieve the system memory map from the loader. */
2067         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2068         if (kmdp == NULL)
2069                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2070         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
2071             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
2072         if (smapbase == NULL)
2073                 return (0);
2074         smapattr = (uint32_t *)preload_search_info(kmdp,
2075             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP_XATTR);
2076         count = *((uint32_t *)smapbase - 1) / sizeof(*smapbase);
2077         error = 0;
2078         for (i = 0; i < count; i++) {
2079                 smap.base = smapbase[i].base;
2080                 smap.length = smapbase[i].length;
2081                 smap.type = smapbase[i].type;
2082                 if (smapattr != NULL)
2083                         smap.xattr = smapattr[i];
2084                 else
2085                         smap.xattr = 0;
2086                 error = SYSCTL_OUT(req, &smap, sizeof(smap));
2087         }
2088         return (error);
2089 }
2090 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, smap, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2091     smap_sysctl_handler, "S,bios_smap_xattr", "Raw BIOS SMAP data");
2092
2093 static int
2094 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2095 {
2096         struct efi_map_header *efihdr;
2097         caddr_t kmdp;
2098         uint32_t efisize;
2099
2100         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2101         if (kmdp == NULL)
2102                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2103         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
2104             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
2105         if (efihdr == NULL)
2106                 return (0);
2107         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
2108         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
2109 }
2110 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
2111     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
2112
2113 void
2114 spinlock_enter(void)
2115 {
2116         struct thread *td;
2117         register_t flags;
2118
2119         td = curthread;
2120         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
2121                 flags = intr_disable();
2122                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
2123                 td->td_md.md_saved_flags = flags;
2124         } else
2125                 td->td_md.md_spinlock_count++;
2126         critical_enter();
2127 }
2128
2129 void
2130 spinlock_exit(void)
2131 {
2132         struct thread *td;
2133         register_t flags;
2134
2135         td = curthread;
2136         critical_exit();
2137         flags = td->td_md.md_saved_flags;
2138         td->td_md.md_spinlock_count--;
2139         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
2140                 intr_restore(flags);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
2145  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
2146  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
2147  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
2148  * enough for a backtrace.
2149  */
2150 void
2151 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
2152 {
2153
2154         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
2155         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
2156         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
2157         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
2158         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
2159         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
2160         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
2161         pcb->pcb_rsp = tf->tf_rsp;
2162 }
2163
2164 int
2165 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
2166 {
2167
2168         td->td_frame->tf_rip = addr;
2169         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2170         return (0);
2171 }
2172
2173 int
2174 ptrace_single_step(struct thread *td)
2175 {
2176         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
2177         return (0);
2178 }
2179
2180 int
2181 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
2182 {
2183         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
2184         return (0);
2185 }
2186
2187 int
2188 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2189 {
2190         struct trapframe *tp;
2191
2192         tp = td->td_frame;
2193         return (fill_frame_regs(tp, regs));
2194 }
2195
2196 int
2197 fill_frame_regs(struct trapframe *tp, struct reg *regs)
2198 {
2199         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
2200         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
2201         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
2202         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
2203         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
2204         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
2205         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
2206         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
2207         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
2208         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
2209         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
2210         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
2211         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
2212         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
2213         regs->r_rax = tp->tf_rax;
2214         regs->r_rip = tp->tf_rip;
2215         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2216         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
2217         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
2218         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2219         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2220                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
2221                 regs->r_es = tp->tf_es;
2222                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
2223                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
2224         } else {
2225                 regs->r_ds = 0;
2226                 regs->r_es = 0;
2227                 regs->r_fs = 0;
2228                 regs->r_gs = 0;
2229         }
2230         return (0);
2231 }
2232
2233 int
2234 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
2235 {
2236         struct trapframe *tp;
2237         register_t rflags;
2238
2239         tp = td->td_frame;
2240         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
2241         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
2242                 return (EINVAL);
2243         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
2244         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
2245         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
2246         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
2247         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
2248         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
2249         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
2250         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
2251         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
2252         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
2253         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
2254         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
2255         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
2256         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
2257         tp->tf_rax = regs->r_rax;
2258         tp->tf_rip = regs->r_rip;
2259         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2260         tp->tf_rflags = rflags;
2261         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
2262         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2263         if (0) {        /* XXXKIB */
2264                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
2265                 tp->tf_es = regs->r_es;
2266                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
2267                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
2268                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
2269         }
2270         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
2271         return (0);
2272 }
2273
2274 /* XXX check all this stuff! */
2275 /* externalize from sv_xmm */
2276 static void
2277 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
2278 {
2279         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2280         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2281         int i;
2282
2283         /* pcb -> fpregs */
2284         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
2285
2286         /* FPU control/status */
2287         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2288         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2289         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2290         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2291         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
2292         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
2293         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
2294         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
2295
2296         /* FPU registers */
2297         for (i = 0; i < 8; ++i)
2298                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
2299
2300         /* SSE registers */
2301         for (i = 0; i < 16; ++i)
2302                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
2303 }
2304
2305 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
2306 static void
2307 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
2308 {
2309         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2310         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
2311         int i;
2312
2313         /* fpregs -> pcb */
2314         /* FPU control/status */
2315         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
2316         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
2317         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
2318         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
2319         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
2320         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
2321         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
2322         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
2323
2324         /* FPU registers */
2325         for (i = 0; i < 8; ++i)
2326                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
2327
2328         /* SSE registers */
2329         for (i = 0; i < 16; ++i)
2330                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
2331 }
2332
2333 /* externalize from td->pcb */
2334 int
2335 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2336 {
2337
2338         KASSERT(td == curthread || TD_IS_SUSPENDED(td) ||
2339             P_SHOULDSTOP(td->td_proc),
2340             ("not suspended thread %p", td));
2341         fpugetregs(td);
2342         fill_fpregs_xmm(get_pcb_user_save_td(td), fpregs);
2343         return (0);
2344 }
2345
2346 /* internalize to td->pcb */
2347 int
2348 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
2349 {
2350
2351         set_fpregs_xmm(fpregs, get_pcb_user_save_td(td));
2352         fpuuserinited(td);
2353         return (0);
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Get machine context.
2358  */
2359 int
2360 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
2361 {
2362         struct pcb *pcb;
2363         struct trapframe *tp;
2364
2365         pcb = td->td_pcb;
2366         tp = td->td_frame;
2367         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
2368         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
2369         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
2370         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
2371         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
2372         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
2373         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
2374         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
2375         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
2376         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
2377         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
2378         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
2379         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2380         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2381         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2382         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2383         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2384         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2385                 mcp->mc_rax = 0;
2386                 mcp->mc_rdx = 0;
2387                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2388         } else {
2389                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2390                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2391         }
2392         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2393         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2394         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2395         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2396         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2397         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2398         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2399         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2400         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2401         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2402         get_fpcontext(td, mcp, NULL, 0);
2403         mcp->mc_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
2404         mcp->mc_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
2405         mcp->mc_xfpustate = 0;
2406         mcp->mc_xfpustate_len = 0;
2407         bzero(mcp->mc_spare, sizeof(mcp->mc_spare));
2408         return (0);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Set machine context.
2413  *
2414  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2415  * touch the cs selector.
2416  */
2417 int
2418 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2419 {
2420         struct pcb *pcb;
2421         struct trapframe *tp;
2422         char *xfpustate;
2423         long rflags;
2424         int ret;
2425
2426         pcb = td->td_pcb;
2427         tp = td->td_frame;
2428         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2429             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2430                 return (EINVAL);
2431         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2432             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2433         if (mcp->mc_flags & _MC_HASFPXSTATE) {
2434                 if (mcp->mc_xfpustate_len > cpu_max_ext_state_size -
2435                     sizeof(struct savefpu))
2436                         return (EINVAL);
2437                 xfpustate = __builtin_alloca(mcp->mc_xfpustate_len);
2438                 ret = copyin((void *)mcp->mc_xfpustate, xfpustate,
2439                     mcp->mc_xfpustate_len);
2440                 if (ret != 0)
2441                         return (ret);
2442         } else
2443                 xfpustate = NULL;
2444         ret = set_fpcontext(td, mcp, xfpustate, mcp->mc_xfpustate_len);
2445         if (ret != 0)
2446                 return (ret);
2447         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2448         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2449         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2450         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2451         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2452         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2453         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2454         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2455         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2456         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2457         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2458         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2459         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2460         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2461         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2462         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2463         tp->tf_rflags = rflags;
2464         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2465         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2466         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2467         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2468                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2469                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2470                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2471                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2472         }
2473         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2474                 pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2475                 pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2476         }
2477         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
2478         return (0);
2479 }
2480
2481 static void
2482 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, char *xfpusave,
2483     size_t xfpusave_len)
2484 {
2485         size_t max_len, len;
2486
2487         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td);
2488         bcopy(get_pcb_user_save_td(td), &mcp->mc_fpstate[0],
2489             sizeof(mcp->mc_fpstate));
2490         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2491         if (!use_xsave || xfpusave_len == 0)
2492                 return;
2493         max_len = cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct savefpu);
2494         len = xfpusave_len;
2495         if (len > max_len) {
2496                 len = max_len;
2497                 bzero(xfpusave + max_len, len - max_len);
2498         }
2499         mcp->mc_flags |= _MC_HASFPXSTATE;
2500         mcp->mc_xfpustate_len = len;
2501         bcopy(get_pcb_user_save_td(td) + 1, xfpusave, len);
2502 }
2503
2504 static int
2505 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp, char *xfpustate,
2506     size_t xfpustate_len)
2507 {
2508         struct savefpu *fpstate;
2509         int error;
2510
2511         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2512                 return (0);
2513         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2514                 return (EINVAL);
2515         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE) {
2516                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2517                 fpstate_drop(td);
2518                 error = 0;
2519         } else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2520             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2521                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2522                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2523                 error = fpusetregs(td, fpstate, xfpustate, xfpustate_len);
2524         } else
2525                 return (EINVAL);
2526         return (error);
2527 }
2528
2529 void
2530 fpstate_drop(struct thread *td)
2531 {
2532
2533         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb), ("fpstate_drop: kernel-owned fpu"));
2534         critical_enter();
2535         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2536                 fpudrop();
2537         /*
2538          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2539          * owned it.
2540          *
2541          * XXX I don't much like fpugetuserregs()'s semantics of doing a full
2542          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2543          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2544          * sendsig() is the only caller of fpugetuserregs()... perhaps we just
2545          * have too many layers.
2546          */
2547         clear_pcb_flags(curthread->td_pcb,
2548             PCB_FPUINITDONE | PCB_USERFPUINITDONE);
2549         critical_exit();
2550 }
2551
2552 int
2553 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2554 {
2555         struct pcb *pcb;
2556
2557         if (td == NULL) {
2558                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2559                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2560                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2561                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2562                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2563                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2564         } else {
2565                 pcb = td->td_pcb;
2566                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2567                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2568                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2569                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2570                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2571                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2572         }
2573         dbregs->dr[4] = 0;
2574         dbregs->dr[5] = 0;
2575         dbregs->dr[8] = 0;
2576         dbregs->dr[9] = 0;
2577         dbregs->dr[10] = 0;
2578         dbregs->dr[11] = 0;
2579         dbregs->dr[12] = 0;
2580         dbregs->dr[13] = 0;
2581         dbregs->dr[14] = 0;
2582         dbregs->dr[15] = 0;
2583         return (0);
2584 }
2585
2586 int
2587 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2588 {
2589         struct pcb *pcb;
2590         int i;
2591
2592         if (td == NULL) {
2593                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2594                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2595                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2596                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2597                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2598                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2599         } else {
2600                 /*
2601                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2602                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2603                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2604                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2605                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2606                  */
2607                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2608                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2609                                 return (EINVAL);
2610                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2611                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2612                                 return (EINVAL);
2613                 }
2614                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2615                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2616                         return (EINVAL);
2617
2618                 pcb = td->td_pcb;
2619
2620                 /*
2621                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2622                  * process's address space.  If a process could do this, it
2623                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2624                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2625                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2626                  * process's address space.
2627                  *
2628                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2629                  * address space is written into from within the kernel
2630                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2631                  * from within kernel mode?
2632                  */
2633
2634                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2635                         /* dr0 is enabled */
2636                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2637                                 return (EINVAL);
2638                 }
2639                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2640                         /* dr1 is enabled */
2641                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2642                                 return (EINVAL);
2643                 }
2644                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2645                         /* dr2 is enabled */
2646                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2647                                 return (EINVAL);
2648                 }
2649                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2650                         /* dr3 is enabled */
2651                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2652                                 return (EINVAL);
2653                 }
2654
2655                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2656                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2657                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2658                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2659                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2660                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2661
2662                 set_pcb_flags(pcb, PCB_DBREGS);
2663         }
2664
2665         return (0);
2666 }
2667
2668 void
2669 reset_dbregs(void)
2670 {
2671
2672         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2673         load_dr0(0);
2674         load_dr1(0);
2675         load_dr2(0);
2676         load_dr3(0);
2677         load_dr6(0);
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2682  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2683  */
2684 int
2685 user_dbreg_trap(void)
2686 {
2687         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2688         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2689         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2690         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2691         int i;
2692
2693         dr7 = rdr7();
2694         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2695                 /*
2696                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2697                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2698                  * hardware debug registers
2699                  */
2700                 return 0;
2701         }
2702
2703         nbp = 0;
2704         dr6 = rdr6();
2705         bp = dr6 & 0x0000000f;
2706
2707         if (!bp) {
2708                 /*
2709                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2710                  * trap was not caused by any of the debug registers
2711                  */
2712                 return 0;
2713         }
2714
2715         /*
2716          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2717          * which ones and if any of them are user space addresses
2718          */
2719
2720         if (bp & 0x01) {
2721                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2722         }
2723         if (bp & 0x02) {
2724                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2725         }
2726         if (bp & 0x04) {
2727                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2728         }
2729         if (bp & 0x08) {
2730                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2731         }
2732
2733         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2734                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2735                         /*
2736                          * addr[i] is in user space
2737                          */
2738                         return nbp;
2739                 }
2740         }
2741
2742         /*
2743          * None of the breakpoints are in user space.
2744          */
2745         return 0;
2746 }
2747
2748 #ifdef KDB
2749
2750 /*
2751  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2752  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2753  */
2754
2755 /* silence compiler warnings */
2756 u_char inb_(u_short);
2757 void outb_(u_short, u_char);
2758
2759 u_char
2760 inb_(u_short port)
2761 {
2762         return inb(port);
2763 }
2764
2765 void
2766 outb_(u_short port, u_char data)
2767 {
2768         outb(port, data);
2769 }
2770
2771 #endif /* KDB */