initial commit
[freebsd-arm:freebsd-arm.git] / 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_msgbuf.h"
55 #include "opt_perfmon.h"
56 #include "opt_sched.h"
57
58 #include <sys/param.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/systm.h>
61 #include <sys/bio.h>
62 #include <sys/buf.h>
63 #include <sys/bus.h>
64 #include <sys/callout.h>
65 #include <sys/cons.h>
66 #include <sys/cpu.h>
67 #include <sys/eventhandler.h>
68 #include <sys/exec.h>
69 #include <sys/imgact.h>
70 #include <sys/kdb.h>
71 #include <sys/kernel.h>
72 #include <sys/ktr.h>
73 #include <sys/linker.h>
74 #include <sys/lock.h>
75 #include <sys/malloc.h>
76 #include <sys/memrange.h>
77 #include <sys/msgbuf.h>
78 #include <sys/mutex.h>
79 #include <sys/pcpu.h>
80 #include <sys/ptrace.h>
81 #include <sys/reboot.h>
82 #include <sys/sched.h>
83 #include <sys/signalvar.h>
84 #include <sys/sysctl.h>
85 #include <sys/sysent.h>
86 #include <sys/sysproto.h>
87 #include <sys/ucontext.h>
88 #include <sys/vmmeter.h>
89
90 #include <vm/vm.h>
91 #include <vm/vm_extern.h>
92 #include <vm/vm_kern.h>
93 #include <vm/vm_page.h>
94 #include <vm/vm_map.h>
95 #include <vm/vm_object.h>
96 #include <vm/vm_pager.h>
97 #include <vm/vm_param.h>
98
99 #ifdef DDB
100 #ifndef KDB
101 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
102 #endif
103 #include <ddb/ddb.h>
104 #include <ddb/db_sym.h>
105 #endif
106
107 #include <net/netisr.h>
108
109 #include <machine/clock.h>
110 #include <machine/cpu.h>
111 #include <machine/cputypes.h>
112 #include <machine/intr_machdep.h>
113 #include <machine/mca.h>
114 #include <machine/md_var.h>
115 #include <machine/metadata.h>
116 #include <machine/pc/bios.h>
117 #include <machine/pcb.h>
118 #include <machine/proc.h>
119 #include <machine/reg.h>
120 #include <machine/sigframe.h>
121 #include <machine/specialreg.h>
122 #ifdef PERFMON
123 #include <machine/perfmon.h>
124 #endif
125 #include <machine/tss.h>
126 #ifdef SMP
127 #include <machine/smp.h>
128 #endif
129
130 #ifdef DEV_ATPIC
131 #include <amd64/isa/icu.h>
132 #else
133 #include <machine/apicvar.h>
134 #endif
135
136 #include <isa/isareg.h>
137 #include <isa/rtc.h>
138
139 /* Sanity check for __curthread() */
140 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
141
142 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
143
144 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
145 extern void identify_cpu(void);
146 extern void panicifcpuunsupported(void);
147
148 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
149 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
150
151 static void cpu_startup(void *);
152 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp);
153 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp);
154 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
155
156 #ifdef DDB
157 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
158 #endif
159
160 struct msgbuf *msgbufp;
161
162 /* Intel ICH registers */
163 #define ICH_PMBASE      0x400
164 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
165
166 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel, _ufssel, _ugssel;
167
168 int cold = 1;
169
170 long Maxmem = 0;
171 long realmem = 0;
172
173 /*
174  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
175  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
176  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
177  * PHYSSEG entries.
178  */
179 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
180
181 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
182 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
183
184 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
185 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
186 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
187
188 struct kva_md_info kmi;
189
190 static struct trapframe proc0_tf;
191 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
192
193 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
194
195 struct mtx icu_lock;
196
197 struct mem_range_softc mem_range_softc;
198
199 struct mtx dt_lock;     /* lock for GDT and LDT */
200
201 static void
202 cpu_startup(dummy)
203         void *dummy;
204 {
205         uintmax_t memsize;
206         char *sysenv;
207
208         /*
209          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
210          * generate an SMI# because this can cause several problems,
211          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
212          * start the APs.
213          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
214          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge. 
215          */
216         sysenv = getenv("smbios.system.product");
217         if (sysenv != NULL) {
218                 if (strncmp(sysenv, "MacBook1,1", 10) == 0 ||
219                     strncmp(sysenv, "MacBook3,1", 10) == 0 ||
220                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,1", 13) == 0 ||
221                     strncmp(sysenv, "MacBookPro1,2", 13) == 0 ||
222                     strncmp(sysenv, "MacBookPro3,1", 13) == 0 ||
223                     strncmp(sysenv, "Macmini1,1", 10) == 0) {
224                         if (bootverbose)
225                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
226                                     "Intel ICH.\n");
227                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
228                 }
229                 freeenv(sysenv);
230         }
231
232         /*
233          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
234          */
235         startrtclock();
236         printcpuinfo();
237         panicifcpuunsupported();
238 #ifdef PERFMON
239         perfmon_init();
240 #endif
241         realmem = Maxmem;
242
243         /*
244          * Display physical memory if SMBIOS reports reasonable amount.
245          */
246         memsize = 0;
247         sysenv = getenv("smbios.memory.enabled");
248         if (sysenv != NULL) {
249                 memsize = (uintmax_t)strtoul(sysenv, (char **)NULL, 10) << 10;
250                 freeenv(sysenv);
251         }
252         if (memsize < ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count))
253                 memsize = ptoa((uintmax_t)Maxmem);
254         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", memsize, memsize >> 20);
255
256         /*
257          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
258          */
259         if (bootverbose) {
260                 int indx;
261
262                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
263                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
264                         vm_paddr_t size;
265
266                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
267                         printf(
268                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
269                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
270                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
271                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
272                 }
273         }
274
275         vm_ksubmap_init(&kmi);
276
277         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
278             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
279             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
280
281         /*
282          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
283          */
284         bufinit();
285         vm_pager_bufferinit();
286
287         cpu_setregs();
288         mca_init();
289 }
290
291 /*
292  * Send an interrupt to process.
293  *
294  * Stack is set up to allow sigcode stored
295  * at top to call routine, followed by call
296  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
297  * resets the signal mask, the stack, and the
298  * frame pointer, it returns to the user
299  * specified pc, psl.
300  */
301 void
302 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
303 {
304         struct sigframe sf, *sfp;
305         struct proc *p;
306         struct thread *td;
307         struct sigacts *psp;
308         char *sp;
309         struct trapframe *regs;
310         int sig;
311         int oonstack;
312
313         td = curthread;
314         p = td->td_proc;
315         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
316         sig = ksi->ksi_signo;
317         psp = p->p_sigacts;
318         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
319         regs = td->td_frame;
320         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
321
322         /* Save user context. */
323         bzero(&sf, sizeof(sf));
324         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
325         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
326         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
327             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
328         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
329         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
330         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
331         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext);
332         fpstate_drop(td);
333         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fsbase = td->td_pcb->pcb_fsbase;
334         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gsbase = td->td_pcb->pcb_gsbase;
335
336         /* Allocate space for the signal handler context. */
337         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
338             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
339                 sp = td->td_sigstk.ss_sp +
340                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe);
341 #if defined(COMPAT_43)
342                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
343 #endif
344         } else
345                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
346         /* Align to 16 bytes. */
347         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
348
349         /* Translate the signal if appropriate. */
350         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
351                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
352
353         /* Build the argument list for the signal handler. */
354         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
355         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
356         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
357                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
358                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
359                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
360
361                 /* Fill in POSIX parts */
362                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
363                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
364                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
365         } else {
366                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
367                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
368                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
369                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
370         }
371         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
372         PROC_UNLOCK(p);
373
374         /*
375          * Copy the sigframe out to the user's stack.
376          */
377         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
378 #ifdef DEBUG
379                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
380 #endif
381                 PROC_LOCK(p);
382                 sigexit(td, SIGILL);
383         }
384
385         regs->tf_rsp = (long)sfp;
386         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
387         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
388         regs->tf_cs = _ucodesel;
389         regs->tf_ds = _udatasel;
390         regs->tf_es = _udatasel;
391         regs->tf_fs = _ufssel;
392         regs->tf_gs = _ugssel;
393         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
394         td->td_pcb->pcb_full_iret = 1;
395         PROC_LOCK(p);
396         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
397 }
398
399 /*
400  * System call to cleanup state after a signal
401  * has been taken.  Reset signal mask and
402  * stack state from context left by sendsig (above).
403  * Return to previous pc and psl as specified by
404  * context left by sendsig. Check carefully to
405  * make sure that the user has not modified the
406  * state to gain improper privileges.
407  *
408  * MPSAFE
409  */
410 int
411 sigreturn(td, uap)
412         struct thread *td;
413         struct sigreturn_args /* {
414                 const struct __ucontext *sigcntxp;
415         } */ *uap;
416 {
417         ucontext_t uc;
418         struct proc *p = td->td_proc;
419         struct trapframe *regs;
420         ucontext_t *ucp;
421         long rflags;
422         int cs, error, ret;
423         ksiginfo_t ksi;
424
425         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
426         if (error != 0) {
427                 printf("sigreturn (pid %d): copyin failed\n", p->p_pid);
428                 return (error);
429         }
430         ucp = &uc;
431         if ((ucp->uc_mcontext.mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0) {
432                 printf("sigreturn (pid %d): mc_flags %x\n", p->p_pid,
433                     ucp->uc_mcontext.mc_flags);
434                 return (EINVAL);
435         }
436         regs = td->td_frame;
437         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
438         /*
439          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
440          */
441         /*
442          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
443          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
444          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
445          * the signal context during signal handling and there is no
446          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
447          * corrupted by the signal handler without us knowing.
448          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
449          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
450          */
451         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
452                 printf("sigreturn (pid %d): rflags = 0x%lx\n", p->p_pid,
453                     rflags);
454                 return (EINVAL);
455         }
456
457         /*
458          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
459          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
460          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
461          */
462         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
463         if (!CS_SECURE(cs)) {
464                 printf("sigreturn (pid %d): cs = 0x%x\n", p->p_pid, cs);
465                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
466                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
467                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
468                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
469                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
470                 trapsignal(td, &ksi);
471                 return (EINVAL);
472         }
473
474         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext);
475         if (ret != 0) {
476                 printf("sigreturn (pid %d): set_fpcontext\n", p->p_pid);
477                 return (ret);
478         }
479         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
480         td->td_pcb->pcb_fsbase = ucp->uc_mcontext.mc_fsbase;
481         td->td_pcb->pcb_gsbase = ucp->uc_mcontext.mc_gsbase;
482
483 #if defined(COMPAT_43)
484         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
485                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
486         else
487                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
488 #endif
489
490         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &ucp->uc_sigmask, NULL, 0);
491         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
492         td->td_pcb->pcb_full_iret = 1;
493         return (EJUSTRETURN);
494 }
495
496 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
497 int
498 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
499 {
500  
501         return sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
502 }
503 #endif
504
505
506 /*
507  * Machine dependent boot() routine
508  *
509  * I haven't seen anything to put here yet
510  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
511  */
512 void
513 cpu_boot(int howto)
514 {
515 }
516
517 /*
518  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
519  * be made coherent later.
520  */
521 void
522 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
523 {
524         /* Not applicable */
525 }
526
527 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
528 int
529 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
530 {
531         register_t reg;
532         uint64_t tsc1, tsc2;
533
534         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
535                 return (EINVAL);
536
537         /* If we're booting, trust the rate calibrated moments ago. */
538         if (cold) {
539                 *rate = tsc_freq;
540                 return (0);
541         }
542
543 #ifdef SMP
544         /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
545         thread_lock(curthread);
546         sched_bind(curthread, cpu_id);
547         thread_unlock(curthread);
548 #endif
549
550         /* Calibrate by measuring a short delay. */
551         reg = intr_disable();
552         tsc1 = rdtsc();
553         DELAY(1000);
554         tsc2 = rdtsc();
555         intr_restore(reg);
556
557 #ifdef SMP
558         thread_lock(curthread);
559         sched_unbind(curthread);
560         thread_unlock(curthread);
561 #endif
562
563         /*
564          * Calculate the difference in readings, convert to Mhz, and
565          * subtract 0.5% of the total.  Empirical testing has shown that
566          * overhead in DELAY() works out to approximately this value.
567          */
568         tsc2 -= tsc1;
569         *rate = tsc2 * 1000 - tsc2 * 5;
570         return (0);
571 }
572
573 /*
574  * Shutdown the CPU as much as possible
575  */
576 void
577 cpu_halt(void)
578 {
579         for (;;)
580                 __asm__ ("hlt");
581 }
582
583 void (*cpu_idle_hook)(void) = NULL;     /* ACPI idle hook. */
584
585 static void
586 cpu_idle_hlt(int busy)
587 {
588         /*
589          * we must absolutely guarentee that hlt is the next instruction
590          * after sti or we introduce a timing window.
591          */
592         disable_intr();
593         if (sched_runnable())
594                 enable_intr();
595         else
596                 __asm __volatile("sti; hlt");
597 }
598
599 static void
600 cpu_idle_acpi(int busy)
601 {
602         disable_intr();
603         if (sched_runnable())
604                 enable_intr();
605         else if (cpu_idle_hook)
606                 cpu_idle_hook();
607         else
608                 __asm __volatile("sti; hlt");
609 }
610
611 static int cpu_ident_amdc1e = 0;
612
613 static int
614 cpu_probe_amdc1e(void)
615 {
616         int i;
617
618         /*
619          * Forget it, if we're not using local APIC timer.
620          */
621         if (resource_disabled("apic", 0) ||
622             (resource_int_value("apic", 0, "clock", &i) == 0 && i == 0))
623                 return (0);
624
625         /*
626          * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
627          * dual-cores (or future) k8 family.
628          */
629         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
630             (cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
631             (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
632                 cpu_ident_amdc1e = 1;
633                 return (1);
634         }
635
636         return (0);
637 }
638
639 /*
640  * C1E renders the local APIC timer dead, so we disable it by
641  * reading the Interrupt Pending Message register and clearing
642  * both C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
643  * 
644  * Reference:
645  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors"
646  *   #32559 revision 3.00+
647  */
648 #define MSR_AMDK8_IPM           0xc0010055
649 #define AMDK8_SMIONCMPHALT      (1ULL << 27)
650 #define AMDK8_C1EONCMPHALT      (1ULL << 28)
651 #define AMDK8_CMPHALT           (AMDK8_SMIONCMPHALT | AMDK8_C1EONCMPHALT)
652
653 static void
654 cpu_idle_amdc1e(int busy)
655 {
656
657         disable_intr();
658         if (sched_runnable())
659                 enable_intr();
660         else {
661                 uint64_t msr;
662
663                 msr = rdmsr(MSR_AMDK8_IPM);
664                 if (msr & AMDK8_CMPHALT)
665                         wrmsr(MSR_AMDK8_IPM, msr & ~AMDK8_CMPHALT);
666
667                 if (cpu_idle_hook)
668                         cpu_idle_hook();
669                 else
670                         __asm __volatile("sti; hlt");
671         }
672 }
673
674 static void
675 cpu_idle_spin(int busy)
676 {
677         return;
678 }
679
680 void (*cpu_idle_fn)(int) = cpu_idle_acpi;
681
682 void
683 cpu_idle(int busy)
684 {
685 #ifdef SMP
686         if (mp_grab_cpu_hlt())
687                 return;
688 #endif
689         cpu_idle_fn(busy);
690 }
691
692 /*
693  * mwait cpu power states.  Lower 4 bits are sub-states.
694  */
695 #define MWAIT_C0        0xf0
696 #define MWAIT_C1        0x00
697 #define MWAIT_C2        0x10
698 #define MWAIT_C3        0x20
699 #define MWAIT_C4        0x30
700
701 #define MWAIT_DISABLED  0x0
702 #define MWAIT_WOKEN     0x1
703 #define MWAIT_WAITING   0x2
704
705 static void
706 cpu_idle_mwait(int busy)
707 {
708         int *mwait;
709
710         mwait = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
711         *mwait = MWAIT_WAITING;
712         if (sched_runnable())
713                 return;
714         cpu_monitor(mwait, 0, 0);
715         if (*mwait == MWAIT_WAITING)
716                 cpu_mwait(0, MWAIT_C1);
717 }
718
719 static void
720 cpu_idle_mwait_hlt(int busy)
721 {
722         int *mwait;
723
724         mwait = (int *)PCPU_PTR(monitorbuf);
725         if (busy == 0) {
726                 *mwait = MWAIT_DISABLED;
727                 cpu_idle_hlt(busy);
728                 return;
729         }
730         *mwait = MWAIT_WAITING;
731         if (sched_runnable())
732                 return;
733         cpu_monitor(mwait, 0, 0);
734         if (*mwait == MWAIT_WAITING)
735                 cpu_mwait(0, MWAIT_C1);
736 }
737
738 int
739 cpu_idle_wakeup(int cpu)
740 {
741         struct pcpu *pcpu;
742         int *mwait;
743
744         if (cpu_idle_fn == cpu_idle_spin)
745                 return (1);
746         if (cpu_idle_fn != cpu_idle_mwait && cpu_idle_fn != cpu_idle_mwait_hlt)
747                 return (0);
748         pcpu = pcpu_find(cpu);
749         mwait = (int *)pcpu->pc_monitorbuf;
750         /*
751          * This doesn't need to be atomic since missing the race will
752          * simply result in unnecessary IPIs.
753          */
754         if (cpu_idle_fn == cpu_idle_mwait_hlt && *mwait == MWAIT_DISABLED)
755                 return (0);
756         *mwait = MWAIT_WOKEN;
757
758         return (1);
759 }
760
761 /*
762  * Ordered by speed/power consumption.
763  */
764 struct {
765         void    *id_fn;
766         char    *id_name;
767 } idle_tbl[] = {
768         { cpu_idle_spin, "spin" },
769         { cpu_idle_mwait, "mwait" },
770         { cpu_idle_mwait_hlt, "mwait_hlt" },
771         { cpu_idle_amdc1e, "amdc1e" },
772         { cpu_idle_hlt, "hlt" },
773         { cpu_idle_acpi, "acpi" },
774         { NULL, NULL }
775 };
776
777 static int
778 idle_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
779 {
780         char *avail, *p;
781         int error;
782         int i;
783
784         avail = malloc(256, M_TEMP, M_WAITOK);
785         p = avail;
786         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
787                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
788                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
789                         continue;
790                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "amdc1e") == 0 &&
791                     cpu_ident_amdc1e == 0)
792                         continue;
793                 p += sprintf(p, "%s, ", idle_tbl[i].id_name);
794         }
795         error = sysctl_handle_string(oidp, avail, 0, req);
796         free(avail, M_TEMP);
797         return (error);
798 }
799
800 static int
801 idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
802 {
803         char buf[16];
804         int error;
805         char *p;
806         int i;
807
808         p = "unknown";
809         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
810                 if (idle_tbl[i].id_fn == cpu_idle_fn) {
811                         p = idle_tbl[i].id_name;
812                         break;
813                 }
814         }
815         strncpy(buf, p, sizeof(buf));
816         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
817         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
818                 return (error);
819         for (i = 0; idle_tbl[i].id_name != NULL; i++) {
820                 if (strstr(idle_tbl[i].id_name, "mwait") &&
821                     (cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0)
822                         continue;
823                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, "amdc1e") == 0 &&
824                     cpu_ident_amdc1e == 0)
825                         continue;
826                 if (strcmp(idle_tbl[i].id_name, buf))
827                         continue;
828                 cpu_idle_fn = idle_tbl[i].id_fn;
829                 return (0);
830         }
831         return (EINVAL);
832 }
833
834 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle_available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD,
835     0, 0, idle_sysctl_available, "A", "list of available idle functions");
836
837 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, 0, 0,
838     idle_sysctl, "A", "currently selected idle function");
839
840 /*
841  * Reset registers to default values on exec.
842  */
843 void
844 exec_setregs(td, entry, stack, ps_strings)
845         struct thread *td;
846         u_long entry;
847         u_long stack;
848         u_long ps_strings;
849 {
850         struct trapframe *regs = td->td_frame;
851         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
852
853         mtx_lock(&dt_lock);
854         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
855                 user_ldt_free(td);
856         else
857                 mtx_unlock(&dt_lock);
858         
859         pcb->pcb_fsbase = 0;
860         pcb->pcb_gsbase = 0;
861         pcb->pcb_flags &= ~(PCB_32BIT | PCB_GS32BIT);
862         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
863         pcb->pcb_full_iret = 1;
864
865         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
866         regs->tf_rip = entry;
867         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
868         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
869         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
870         regs->tf_ss = _udatasel;
871         regs->tf_cs = _ucodesel;
872         regs->tf_ds = _udatasel;
873         regs->tf_es = _udatasel;
874         regs->tf_fs = _ufssel;
875         regs->tf_gs = _ugssel;
876         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
877
878         /*
879          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
880          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
881          */
882         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
883                 pcb->pcb_dr0 = 0;
884                 pcb->pcb_dr1 = 0;
885                 pcb->pcb_dr2 = 0;
886                 pcb->pcb_dr3 = 0;
887                 pcb->pcb_dr6 = 0;
888                 pcb->pcb_dr7 = 0;
889                 if (pcb == PCPU_GET(curpcb)) {
890                         /*
891                          * Clear the debug registers on the running
892                          * CPU, otherwise they will end up affecting
893                          * the next process we switch to.
894                          */
895                         reset_dbregs();
896                 }
897                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
898         }
899
900         /*
901          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
902          * clean FP state if it uses the FPU again.
903          */
904         fpstate_drop(td);
905 }
906
907 void
908 cpu_setregs(void)
909 {
910         register_t cr0;
911
912         cr0 = rcr0();
913         /*
914          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
915          * BSP.  See the comments there about why we set them.
916          */
917         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
918         load_cr0(cr0);
919 }
920
921 /*
922  * Initialize amd64 and configure to run kernel
923  */
924
925 /*
926  * Initialize segments & interrupt table
927  */
928
929 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
930 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
931 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
932
933 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
934
935 static char nmi0_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
936 CTASSERT(sizeof(struct nmi_pcpu) == 16);
937
938 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
939
940 /*
941  * Software prototypes -- in more palatable form.
942  *
943  * Keep GUFS32, GUGS32, GUCODE32 and GUDATA at the same
944  * slots as corresponding segments for i386 kernel.
945  */
946 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
947 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
948 {       .ssd_base = 0x0,
949         .ssd_limit = 0x0,
950         .ssd_type = 0,
951         .ssd_dpl = 0,
952         .ssd_p = 0,
953         .ssd_long = 0,
954         .ssd_def32 = 0,
955         .ssd_gran = 0           },
956 /* GNULL2_SEL   1 Null Descriptor */
957 {       .ssd_base = 0x0,
958         .ssd_limit = 0x0,
959         .ssd_type = 0,
960         .ssd_dpl = 0,
961         .ssd_p = 0,
962         .ssd_long = 0,
963         .ssd_def32 = 0,
964         .ssd_gran = 0           },
965 /* GUFS32_SEL   2 32 bit %gs Descriptor for user */
966 {       .ssd_base = 0x0,
967         .ssd_limit = 0xfffff,
968         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
969         .ssd_dpl = SEL_UPL,
970         .ssd_p = 1,
971         .ssd_long = 0,
972         .ssd_def32 = 1,
973         .ssd_gran = 1           },
974 /* GUGS32_SEL   3 32 bit %fs Descriptor for user */
975 {       .ssd_base = 0x0,
976         .ssd_limit = 0xfffff,
977         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
978         .ssd_dpl = SEL_UPL,
979         .ssd_p = 1,
980         .ssd_long = 0,
981         .ssd_def32 = 1,
982         .ssd_gran = 1           },
983 /* GCODE_SEL    4 Code Descriptor for kernel */
984 {       .ssd_base = 0x0,
985         .ssd_limit = 0xfffff,
986         .ssd_type = SDT_MEMERA,
987         .ssd_dpl = SEL_KPL,
988         .ssd_p = 1,
989         .ssd_long = 1,
990         .ssd_def32 = 0,
991         .ssd_gran = 1           },
992 /* GDATA_SEL    5 Data Descriptor for kernel */
993 {       .ssd_base = 0x0,
994         .ssd_limit = 0xfffff,
995         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
996         .ssd_dpl = SEL_KPL,
997         .ssd_p = 1,
998         .ssd_long = 1,
999         .ssd_def32 = 0,
1000         .ssd_gran = 1           },
1001 /* GUCODE32_SEL 6 32 bit Code Descriptor for user */
1002 {       .ssd_base = 0x0,
1003         .ssd_limit = 0xfffff,
1004         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1005         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1006         .ssd_p = 1,
1007         .ssd_long = 0,
1008         .ssd_def32 = 1,
1009         .ssd_gran = 1           },
1010 /* GUDATA_SEL   7 32/64 bit Data Descriptor for user */
1011 {       .ssd_base = 0x0,
1012         .ssd_limit = 0xfffff,
1013         .ssd_type = SDT_MEMRWA,
1014         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1015         .ssd_p = 1,
1016         .ssd_long = 0,
1017         .ssd_def32 = 1,
1018         .ssd_gran = 1           },
1019 /* GUCODE_SEL   8 64 bit Code Descriptor for user */
1020 {       .ssd_base = 0x0,
1021         .ssd_limit = 0xfffff,
1022         .ssd_type = SDT_MEMERA,
1023         .ssd_dpl = SEL_UPL,
1024         .ssd_p = 1,
1025         .ssd_long = 1,
1026         .ssd_def32 = 0,
1027         .ssd_gran = 1           },
1028 /* GPROC0_SEL   9 Proc 0 Tss Descriptor */
1029 {       .ssd_base = 0x0,
1030         .ssd_limit = sizeof(struct amd64tss) + IOPAGES * PAGE_SIZE - 1,
1031         .ssd_type = SDT_SYSTSS,
1032         .ssd_dpl = SEL_KPL,
1033         .ssd_p = 1,
1034         .ssd_long = 0,
1035         .ssd_def32 = 0,
1036         .ssd_gran = 0           },
1037 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1038 {       .ssd_base = 0x0,
1039         .ssd_limit = 0x0,
1040         .ssd_type = 0,
1041         .ssd_dpl = 0,
1042         .ssd_p = 0,
1043         .ssd_long = 0,
1044         .ssd_def32 = 0,
1045         .ssd_gran = 0           },
1046 /* GUSERLDT_SEL 11 LDT Descriptor */
1047 {       .ssd_base = 0x0,
1048         .ssd_limit = 0x0,
1049         .ssd_type = 0,
1050         .ssd_dpl = 0,
1051         .ssd_p = 0,
1052         .ssd_long = 0,
1053         .ssd_def32 = 0,
1054         .ssd_gran = 0           },
1055 /* GUSERLDT_SEL 12 LDT Descriptor, double size */
1056 {       .ssd_base = 0x0,
1057         .ssd_limit = 0x0,
1058         .ssd_type = 0,
1059         .ssd_dpl = 0,
1060         .ssd_p = 0,
1061         .ssd_long = 0,
1062         .ssd_def32 = 0,
1063         .ssd_gran = 0           },
1064 };
1065
1066 void
1067 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
1068         int idx;
1069         inthand_t *func;
1070         int typ;
1071         int dpl;
1072         int ist;
1073 {
1074         struct gate_descriptor *ip;
1075
1076         ip = idt + idx;
1077         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1078         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1079         ip->gd_ist = ist;
1080         ip->gd_xx = 0;
1081         ip->gd_type = typ;
1082         ip->gd_dpl = dpl;
1083         ip->gd_p = 1;
1084         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1085 }
1086
1087 extern inthand_t
1088         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1089         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1090         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1091         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1092         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1093         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1094
1095 #ifdef DDB
1096 /*
1097  * Display the index and function name of any IDT entries that don't use
1098  * the default 'rsvd' entry point.
1099  */
1100 DB_SHOW_COMMAND(idt, db_show_idt)
1101 {
1102         struct gate_descriptor *ip;
1103         int idx;
1104         uintptr_t func;
1105
1106         ip = idt;
1107         for (idx = 0; idx < NIDT && !db_pager_quit; idx++) {
1108                 func = ((long)ip->gd_hioffset << 16 | ip->gd_looffset);
1109                 if (func != (uintptr_t)&IDTVEC(rsvd)) {
1110                         db_printf("%3d\t", idx);
1111                         db_printsym(func, DB_STGY_PROC);
1112                         db_printf("\n");
1113                 }
1114                 ip++;
1115         }
1116 }
1117 #endif
1118
1119 void
1120 sdtossd(sd, ssd)
1121         struct user_segment_descriptor *sd;
1122         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1123 {
1124
1125         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1126         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1127         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1128         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1129         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1130         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
1131         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1132         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1133 }
1134
1135 void
1136 ssdtosd(ssd, sd)
1137         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1138         struct user_segment_descriptor *sd;
1139 {
1140
1141         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1142         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1143         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1144         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1145         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1146         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1147         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1148         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1149         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1150         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1151 }
1152
1153 void
1154 ssdtosyssd(ssd, sd)
1155         struct soft_segment_descriptor *ssd;
1156         struct system_segment_descriptor *sd;
1157 {
1158
1159         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1160         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1161         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1162         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1163         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1164         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1165         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1166         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1167 }
1168
1169 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
1170 #include <isa/isavar.h>
1171 #include <isa/isareg.h>
1172 /*
1173  * Return a bitmap of the current interrupt requests.  This is 8259-specific
1174  * and is only suitable for use at probe time.
1175  * This is only here to pacify sio.  It is NOT FATAL if this doesn't work.
1176  * It shouldn't be here.  There should probably be an APIC centric
1177  * implementation in the apic driver code, if at all.
1178  */
1179 intrmask_t
1180 isa_irq_pending(void)
1181 {
1182         u_char irr1;
1183         u_char irr2;
1184
1185         irr1 = inb(IO_ICU1);
1186         irr2 = inb(IO_ICU2);
1187         return ((irr2 << 8) | irr1);
1188 }
1189 #endif
1190
1191 u_int basemem;
1192
1193 static int
1194 add_smap_entry(struct bios_smap *smap, vm_paddr_t *physmap, int *physmap_idxp)
1195 {
1196         int i, insert_idx, physmap_idx;
1197
1198         physmap_idx = *physmap_idxp;
1199
1200         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1201                 printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1202                     smap->type, smap->base, smap->length);
1203
1204         if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1205                 return (1);
1206
1207         if (smap->length == 0)
1208                 return (0);
1209
1210         /*
1211          * Find insertion point while checking for overlap.  Start off by
1212          * assuming the new entry will be added to the end.
1213          */
1214         insert_idx = physmap_idx + 2;
1215         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1216                 if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1217                         if (smap->base + smap->length <= physmap[i]) {
1218                                 insert_idx = i;
1219                                 break;
1220                         }
1221                         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1222                                 printf(
1223                     "Overlapping memory regions, ignoring second region\n");
1224                         return (1);
1225                 }
1226         }
1227
1228         /* See if we can prepend to the next entry. */
1229         if (insert_idx <= physmap_idx &&
1230             smap->base + smap->length == physmap[insert_idx]) {
1231                 physmap[insert_idx] = smap->base;
1232                 return (1);
1233         }
1234
1235         /* See if we can append to the previous entry. */
1236         if (insert_idx > 0 && smap->base == physmap[insert_idx - 1]) {
1237                 physmap[insert_idx - 1] += smap->length;
1238                 return (1);
1239         }
1240
1241         physmap_idx += 2;
1242         *physmap_idxp = physmap_idx;
1243         if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1244                 printf(
1245                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1246                 return (0);
1247         }
1248
1249         /*
1250          * Move the last 'N' entries down to make room for the new
1251          * entry if needed.
1252          */
1253         for (i = physmap_idx; i > insert_idx; i -= 2) {
1254                 physmap[i] = physmap[i - 2];
1255                 physmap[i + 1] = physmap[i - 1];
1256         }
1257
1258         /* Insert the new entry. */
1259         physmap[insert_idx] = smap->base;
1260         physmap[insert_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1261         return (1);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1266  * available physical memory in the system, then test this memory and
1267  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1268  *
1269  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1270  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1271  *
1272  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1273  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1274  *
1275  * XXX first should be vm_paddr_t.
1276  */
1277 static void
1278 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1279 {
1280         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1281         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1282         u_long physmem_tunable;
1283         pt_entry_t *pte;
1284         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1285         u_int32_t smapsize;
1286         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1287
1288         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1289         basemem = 0;
1290         physmap_idx = 0;
1291
1292         /*
1293          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1294          *
1295          * subr_module.c says:
1296          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1297          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1298          */
1299         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1300             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1301         if (smapbase == NULL)
1302                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1303
1304         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1305         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1306
1307         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++)
1308                 if (!add_smap_entry(smap, physmap, &physmap_idx))
1309                         break;
1310
1311         /*
1312          * Find the 'base memory' segment for SMP
1313          */
1314         basemem = 0;
1315         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1316                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1317                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1318                         break;
1319                 }
1320         }
1321         if (basemem == 0)
1322                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1323
1324 #ifdef SMP
1325         /* make hole for AP bootstrap code */
1326         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1327 #endif
1328
1329         /*
1330          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1331          * highest page of the physical address space.  It should be
1332          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1333          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1334          */
1335         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1336
1337 #ifdef MAXMEM
1338         Maxmem = MAXMEM / 4;
1339 #endif
1340
1341         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1342                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1343
1344         /*
1345          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1346          * in the system.
1347          */
1348         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1349                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1350
1351         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1352             (boothowto & RB_VERBOSE))
1353                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1354
1355         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1356         pmap_bootstrap(&first);
1357
1358         /*
1359          * Size up each available chunk of physical memory.
1360          */
1361         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1362         pa_indx = 0;
1363         da_indx = 1;
1364         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1365         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1366         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1367         pte = CMAP1;
1368
1369         /*
1370          * Get dcons buffer address
1371          */
1372         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1373             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1374                 dcons_addr = 0;
1375
1376         /*
1377          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1378          * round up the start address and round down the end address.
1379          */
1380         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1381                 vm_paddr_t end;
1382
1383                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1384                 if (physmap[i + 1] < end)
1385                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1386                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1387                         int tmp, page_bad, full;
1388                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1389
1390                         full = FALSE;
1391                         /*
1392                          * block out kernel memory as not available.
1393                          */
1394                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1395                                 goto do_dump_avail;
1396
1397                         /*
1398                          * block out dcons buffer
1399                          */
1400                         if (dcons_addr > 0
1401                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1402                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1403                                 goto do_dump_avail;
1404
1405                         page_bad = FALSE;
1406
1407                         /*
1408                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1409                          */
1410                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1411                         invltlb();
1412
1413                         tmp = *(int *)ptr;
1414                         /*
1415                          * Test for alternating 1's and 0's
1416                          */
1417                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1418                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1419                                 page_bad = TRUE;
1420                         /*
1421                          * Test for alternating 0's and 1's
1422                          */
1423                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1424                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1425                                 page_bad = TRUE;
1426                         /*
1427                          * Test for all 1's
1428                          */
1429                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1430                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1431                                 page_bad = TRUE;
1432                         /*
1433                          * Test for all 0's
1434                          */
1435                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1436                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1437                                 page_bad = TRUE;
1438                         /*
1439                          * Restore original value.
1440                          */
1441                         *(int *)ptr = tmp;
1442
1443                         /*
1444                          * Adjust array of valid/good pages.
1445                          */
1446                         if (page_bad == TRUE)
1447                                 continue;
1448                         /*
1449                          * If this good page is a continuation of the
1450                          * previous set of good pages, then just increase
1451                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1452                          * Note that "end" points one higher than end,
1453                          * making the range >= start and < end.
1454                          * If we're also doing a speculative memory
1455                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1456                          * so that we keep going. The first bad page
1457                          * will terminate the loop.
1458                          */
1459                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1460                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1461                         } else {
1462                                 pa_indx++;
1463                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1464                                         printf(
1465                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1466                                         pa_indx--;
1467                                         full = TRUE;
1468                                         goto do_dump_avail;
1469                                 }
1470                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1471                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1472                         }
1473                         physmem++;
1474 do_dump_avail:
1475                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1476                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1477                         } else {
1478                                 da_indx++;
1479                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1480                                         da_indx--;
1481                                         goto do_next;
1482                                 }
1483                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1484                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1485                         }
1486 do_next:
1487                         if (full)
1488                                 break;
1489                 }
1490         }
1491         *pte = 0;
1492         invltlb();
1493
1494         /*
1495          * XXX
1496          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1497          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1498          * calculation, etc.).
1499          */
1500         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1501             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1502                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1503                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1504                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1505         }
1506
1507         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1508
1509         /* Trim off space for the message buffer. */
1510         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1511
1512         /* Map the message buffer. */
1513         msgbufp = (struct msgbuf *)PHYS_TO_DMAP(phys_avail[pa_indx]);
1514 }
1515
1516 u_int64_t
1517 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1518 {
1519         caddr_t kmdp;
1520         int gsel_tss, x;
1521         struct pcpu *pc;
1522         struct nmi_pcpu *np;
1523         u_int64_t msr;
1524         char *env;
1525
1526         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1527         bzero((void *)thread0.td_kstack, KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE);
1528         physfree += KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1529         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
1530            (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
1531
1532         /*
1533          * This may be done better later if it gets more high level
1534          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1535          */
1536         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1537
1538         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1539         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1540         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1541         if (kmdp == NULL)
1542                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1543         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1544         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1545 #ifdef DDB
1546         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1547         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1548 #endif
1549
1550         /* Init basic tunables, hz etc */
1551         init_param1();
1552
1553         /*
1554          * make gdt memory segments
1555          */
1556         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1557                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1) &&
1558                     x != GUSERLDT_SEL && x != (GUSERLDT_SEL) + 1)
1559                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1560         }
1561         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1562         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1563             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1564
1565         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1566         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1567         lgdt(&r_gdt);
1568         pc = &__pcpu[0];
1569
1570         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1571         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1572         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1573
1574         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1575         dpcpu_init((void *)(physfree + KERNBASE), 0);
1576         physfree += DPCPU_SIZE;
1577         PCPU_SET(prvspace, pc);
1578         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1579         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1580         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1581         PCPU_SET(commontssp, &common_tss[0]);
1582         PCPU_SET(tss, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1583         PCPU_SET(ldt, (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GUSERLDT_SEL]);
1584         PCPU_SET(fs32p, &gdt[GUFS32_SEL]);
1585         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1586
1587         /*
1588          * Initialize mutexes.
1589          *
1590          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1591          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1592          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1593          *           under witness.
1594          */
1595         mutex_init();
1596         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1597         mtx_init(&dt_lock, "descriptor tables", NULL, MTX_DEF);
1598
1599         /* exceptions */
1600         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1601                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1602         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1603         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1604         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 2);
1605         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1606         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1607         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1608         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1609         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1610         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1611         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1612         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1613         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1614         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1615         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1616         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1617         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1618         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1619         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1620         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1621
1622         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1623         r_idt.rd_base = (long) idt;
1624         lidt(&r_idt);
1625
1626         /*
1627          * Initialize the i8254 before the console so that console
1628          * initialization can use DELAY().
1629          */
1630         i8254_init();
1631
1632         /*
1633          * Initialize the console before we print anything out.
1634          */
1635         cninit();
1636
1637 #ifdef DEV_ISA
1638 #ifdef DEV_ATPIC
1639         elcr_probe();
1640         atpic_startup();
1641 #else
1642         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1643         atpic_reset();
1644
1645         /*
1646          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1647          * interrupt handler.
1648          */
1649         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1650         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1651 #endif
1652 #else
1653 #error "have you forgotten the isa device?";
1654 #endif
1655
1656         kdb_init();
1657
1658 #ifdef KDB
1659         if (boothowto & RB_KDB)
1660                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1661                     "Boot flags requested debugger");
1662 #endif
1663
1664         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1665         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1666         initializecpucache();
1667
1668         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1669         common_tss[0].tss_rsp0 = thread0.td_kstack + \
1670             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb);
1671         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1672         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1673         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1674
1675         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1676         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1677
1678         /*
1679          * NMI stack, runs on ist2.  The pcpu pointer is stored just
1680          * above the start of the ist2 stack.
1681          */
1682         np = ((struct nmi_pcpu *) &nmi0_stack[sizeof(nmi0_stack)]) - 1;
1683         np->np_pcpu = (register_t) pc;
1684         common_tss[0].tss_ist2 = (long) np;
1685
1686         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1687         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss) +
1688             IOPAGES * PAGE_SIZE;
1689
1690         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1691         ltr(gsel_tss);
1692
1693         /* Set up the fast syscall stuff */
1694         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1695         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1696         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1697         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1698         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1699               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1700         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1701         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1702
1703         getmemsize(kmdp, physfree);
1704         init_param2(physmem);
1705
1706         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1707
1708         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1709         fpuinit();
1710
1711         /* transfer to user mode */
1712
1713         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1714         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1715         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1716         _ufssel = GSEL(GUFS32_SEL, SEL_UPL);
1717         _ugssel = GSEL(GUGS32_SEL, SEL_UPL);
1718
1719         load_ds(_udatasel);
1720         load_es(_udatasel);
1721         load_fs(_ufssel);
1722
1723         /* setup proc 0's pcb */
1724         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1725         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1726         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1727
1728         env = getenv("kernelname");
1729         if (env != NULL)
1730                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1731
1732 #ifdef XENHVM
1733         if (inw(0x10) == 0x49d2) {
1734                 if (bootverbose)
1735                         printf("Xen detected: disabling emulated block and network devices\n");
1736                 outw(0x10, 3);
1737         }
1738 #endif
1739
1740         if (cpu_probe_amdc1e())
1741                 cpu_idle_fn = cpu_idle_amdc1e;
1742
1743         /* Location of kernel stack for locore */
1744         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1745 }
1746
1747 void
1748 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1749 {
1750
1751         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1752 }
1753
1754 void
1755 spinlock_enter(void)
1756 {
1757         struct thread *td;
1758
1759         td = curthread;
1760         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1761                 td->td_md.md_saved_flags = intr_disable();
1762         td->td_md.md_spinlock_count++;
1763         critical_enter();
1764 }
1765
1766 void
1767 spinlock_exit(void)
1768 {
1769         struct thread *td;
1770
1771         td = curthread;
1772         critical_exit();
1773         td->td_md.md_spinlock_count--;
1774         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1775                 intr_restore(td->td_md.md_saved_flags);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1780  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1781  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1782  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1783  * enough for a backtrace.
1784  */
1785 void
1786 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1787 {
1788
1789         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1790         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1791         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1792         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1793         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1794         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1795         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1796         pcb->pcb_rsp = (ISPL(tf->tf_cs)) ? tf->tf_rsp : (long)(tf + 1) - 8;
1797 }
1798
1799 int
1800 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1801 {
1802         td->td_frame->tf_rip = addr;
1803         return (0);
1804 }
1805
1806 int
1807 ptrace_single_step(struct thread *td)
1808 {
1809         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1810         return (0);
1811 }
1812
1813 int
1814 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1815 {
1816         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1817         return (0);
1818 }
1819
1820 int
1821 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1822 {
1823         struct trapframe *tp;
1824
1825         tp = td->td_frame;
1826         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1827         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1828         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1829         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1830         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1831         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1832         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1833         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1834         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1835         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1836         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1837         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1838         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1839         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1840         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1841         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1842         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1843         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1844         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1845         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1846         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
1847                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
1848                 regs->r_es = tp->tf_es;
1849                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
1850                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
1851         } else {
1852                 regs->r_ds = 0;
1853                 regs->r_es = 0;
1854                 regs->r_fs = 0;
1855                 regs->r_gs = 0;
1856         }
1857         return (0);
1858 }
1859
1860 int
1861 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1862 {
1863         struct trapframe *tp;
1864         register_t rflags;
1865
1866         tp = td->td_frame;
1867         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
1868         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
1869                 return (EINVAL);
1870         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
1871         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
1872         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
1873         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
1874         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
1875         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
1876         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
1877         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
1878         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
1879         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
1880         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
1881         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
1882         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
1883         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
1884         tp->tf_rax = regs->r_rax;
1885         tp->tf_rip = regs->r_rip;
1886         tp->tf_cs = regs->r_cs;
1887         tp->tf_rflags = rflags;
1888         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
1889         tp->tf_ss = regs->r_ss;
1890         if (0) {        /* XXXKIB */
1891                 tp->tf_ds = regs->r_ds;
1892                 tp->tf_es = regs->r_es;
1893                 tp->tf_fs = regs->r_fs;
1894                 tp->tf_gs = regs->r_gs;
1895                 tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
1896         }
1897         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1898         return (0);
1899 }
1900
1901 /* XXX check all this stuff! */
1902 /* externalize from sv_xmm */
1903 static void
1904 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
1905 {
1906         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1907         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1908         int i;
1909
1910         /* pcb -> fpregs */
1911         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
1912
1913         /* FPU control/status */
1914         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1915         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1916         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1917         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1918         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
1919         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
1920         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
1921         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
1922
1923         /* FPU registers */
1924         for (i = 0; i < 8; ++i)
1925                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
1926
1927         /* SSE registers */
1928         for (i = 0; i < 16; ++i)
1929                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
1930 }
1931
1932 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
1933 static void
1934 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
1935 {
1936         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1937         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1938         int i;
1939
1940         /* fpregs -> pcb */
1941         /* FPU control/status */
1942         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
1943         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
1944         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
1945         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
1946         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
1947         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
1948         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
1949         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
1950
1951         /* FPU registers */
1952         for (i = 0; i < 8; ++i)
1953                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
1954
1955         /* SSE registers */
1956         for (i = 0; i < 16; ++i)
1957                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
1958 }
1959
1960 /* externalize from td->pcb */
1961 int
1962 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1963 {
1964
1965         fill_fpregs_xmm(&td->td_pcb->pcb_save, fpregs);
1966         return (0);
1967 }
1968
1969 /* internalize to td->pcb */
1970 int
1971 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1972 {
1973
1974         set_fpregs_xmm(fpregs, &td->td_pcb->pcb_save);
1975         return (0);
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Get machine context.
1980  */
1981 int
1982 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
1983 {
1984         struct trapframe *tp;
1985
1986         tp = td->td_frame;
1987         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
1988         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
1989         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
1990         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
1991         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
1992         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
1993         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
1994         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
1995         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
1996         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
1997         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
1998         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
1999         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
2000         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
2001         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
2002         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
2003         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
2004         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
2005                 mcp->mc_rax = 0;
2006                 mcp->mc_rdx = 0;
2007                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
2008         } else {
2009                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
2010                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
2011         }
2012         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
2013         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
2014         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
2015         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
2016         mcp->mc_ds = tp->tf_ds;
2017         mcp->mc_es = tp->tf_es;
2018         mcp->mc_fs = tp->tf_fs;
2019         mcp->mc_gs = tp->tf_gs;
2020         mcp->mc_flags = tp->tf_flags;
2021         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
2022         get_fpcontext(td, mcp);
2023         mcp->mc_fsbase = td->td_pcb->pcb_fsbase;
2024         mcp->mc_gsbase = td->td_pcb->pcb_gsbase;
2025         return (0);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Set machine context.
2030  *
2031  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
2032  * touch the cs selector.
2033  */
2034 int
2035 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2036 {
2037         struct trapframe *tp;
2038         long rflags;
2039         int ret;
2040
2041         tp = td->td_frame;
2042         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp) ||
2043             (mcp->mc_flags & ~_MC_FLAG_MASK) != 0)
2044                 return (EINVAL);
2045         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
2046             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
2047         ret = set_fpcontext(td, mcp);
2048         if (ret != 0)
2049                 return (ret);
2050         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
2051         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
2052         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
2053         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
2054         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
2055         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
2056         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
2057         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
2058         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
2059         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
2060         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
2061         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
2062         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
2063         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
2064         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
2065         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
2066         tp->tf_rflags = rflags;
2067         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
2068         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
2069         tp->tf_flags = mcp->mc_flags;
2070         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
2071                 tp->tf_ds = mcp->mc_ds;
2072                 tp->tf_es = mcp->mc_es;
2073                 tp->tf_fs = mcp->mc_fs;
2074                 tp->tf_gs = mcp->mc_gs;
2075         }
2076         if (mcp->mc_flags & _MC_HASBASES) {
2077                 td->td_pcb->pcb_fsbase = mcp->mc_fsbase;
2078                 td->td_pcb->pcb_gsbase = mcp->mc_gsbase;
2079         }
2080         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
2081         td->td_pcb->pcb_full_iret = 1;
2082         return (0);
2083 }
2084
2085 static void
2086 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
2087 {
2088
2089         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td, (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate);
2090         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
2091 }
2092
2093 static int
2094 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
2095 {
2096         struct savefpu *fpstate;
2097
2098         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
2099                 return (0);
2100         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
2101                 return (EINVAL);
2102         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE)
2103                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
2104                 fpstate_drop(td);
2105         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
2106             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
2107                 /*
2108                  * XXX we violate the dubious requirement that fpusetregs()
2109                  * be called with interrupts disabled.
2110                  * XXX obsolete on trap-16 systems?
2111                  */
2112                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
2113                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
2114                 fpusetregs(td, fpstate);
2115         } else
2116                 return (EINVAL);
2117         return (0);
2118 }
2119
2120 void
2121 fpstate_drop(struct thread *td)
2122 {
2123         register_t s;
2124
2125         s = intr_disable();
2126         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
2127                 fpudrop();
2128         /*
2129          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
2130          * owned it.
2131          *
2132          * XXX I don't much like fpugetregs()'s semantics of doing a full
2133          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
2134          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
2135          * sendsig() is the only caller of fpugetregs()... perhaps we just
2136          * have too many layers.
2137          */
2138         curthread->td_pcb->pcb_flags &= ~PCB_FPUINITDONE;
2139         intr_restore(s);
2140 }
2141
2142 int
2143 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2144 {
2145         struct pcb *pcb;
2146
2147         if (td == NULL) {
2148                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2149                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2150                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2151                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2152                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2153                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2154         } else {
2155                 pcb = td->td_pcb;
2156                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2157                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2158                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2159                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2160                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2161                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2162         }
2163         dbregs->dr[4] = 0;
2164         dbregs->dr[5] = 0;
2165         dbregs->dr[8] = 0;
2166         dbregs->dr[9] = 0;
2167         dbregs->dr[10] = 0;
2168         dbregs->dr[11] = 0;
2169         dbregs->dr[12] = 0;
2170         dbregs->dr[13] = 0;
2171         dbregs->dr[14] = 0;
2172         dbregs->dr[15] = 0;
2173         return (0);
2174 }
2175
2176 int
2177 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
2178 {
2179         struct pcb *pcb;
2180         int i;
2181
2182         if (td == NULL) {
2183                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2184                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2185                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2186                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2187                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2188                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2189         } else {
2190                 /*
2191                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2192                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2193                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2194                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
2195                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
2196                  */
2197                 for (i = 0; i < 4; i++) {
2198                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
2199                                 return (EINVAL);
2200                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
2201                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
2202                                 return (EINVAL);
2203                 }
2204                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
2205                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
2206                         return (EINVAL);
2207
2208                 pcb = td->td_pcb;
2209
2210                 /*
2211                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2212                  * process's address space.  If a process could do this, it
2213                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2214                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2215                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2216                  * process's address space.
2217                  *
2218                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2219                  * address space is written into from within the kernel
2220                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2221                  * from within kernel mode?
2222                  */
2223
2224                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
2225                         /* dr0 is enabled */
2226                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2227                                 return (EINVAL);
2228                 }
2229                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
2230                         /* dr1 is enabled */
2231                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2232                                 return (EINVAL);
2233                 }
2234                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
2235                         /* dr2 is enabled */
2236                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2237                                 return (EINVAL);
2238                 }
2239                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
2240                         /* dr3 is enabled */
2241                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2242                                 return (EINVAL);
2243                 }
2244
2245                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2246                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2247                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2248                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2249                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2250                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2251
2252                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2253         }
2254
2255         return (0);
2256 }
2257
2258 void
2259 reset_dbregs(void)
2260 {
2261
2262         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
2263         load_dr0(0);
2264         load_dr1(0);
2265         load_dr2(0);
2266         load_dr3(0);
2267         load_dr6(0);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2272  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2273  */
2274 int
2275 user_dbreg_trap(void)
2276 {
2277         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2278         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2279         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2280         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2281         int i;
2282         
2283         dr7 = rdr7();
2284         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2285                 /*
2286                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2287                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2288                  * hardware debug registers
2289                  */
2290                 return 0;
2291         }
2292
2293         nbp = 0;
2294         dr6 = rdr6();
2295         bp = dr6 & 0x0000000f;
2296
2297         if (!bp) {
2298                 /*
2299                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2300                  * trap was not caused by any of the debug registers
2301                  */
2302                 return 0;
2303         }
2304
2305         /*
2306          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2307          * which ones and if any of them are user space addresses
2308          */
2309
2310         if (bp & 0x01) {
2311                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2312         }
2313         if (bp & 0x02) {
2314                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2315         }
2316         if (bp & 0x04) {
2317                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2318         }
2319         if (bp & 0x08) {
2320                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2321         }
2322
2323         for (i = 0; i < nbp; i++) {
2324                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2325                         /*
2326                          * addr[i] is in user space
2327                          */
2328                         return nbp;
2329                 }
2330         }
2331
2332         /*
2333          * None of the breakpoints are in user space.
2334          */
2335         return 0;
2336 }
2337
2338 #ifdef KDB
2339
2340 /*
2341  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only available as
2342  * inline functions, thus cannot be called from the debugger.
2343  */
2344
2345 /* silence compiler warnings */
2346 u_char inb_(u_short);
2347 void outb_(u_short, u_char);
2348
2349 u_char
2350 inb_(u_short port)
2351 {
2352         return inb(port);
2353 }
2354
2355 void
2356 outb_(u_short port, u_char data)
2357 {
2358         outb(port, data);
2359 }
2360
2361 #endif /* KDB */