6/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_msgbuf.h"
  55 #include "opt_perfmon.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/bio.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/bus.h>
  63 #include <sys/callout.h>
  64 #include <sys/cons.h>
  65 #include <sys/cpu.h>
  66 #include <sys/eventhandler.h>
  67 #include <sys/exec.h>
  68 #include <sys/imgact.h>
  69 #include <sys/kdb.h>
  70 #include <sys/kernel.h>
  71 #include <sys/ktr.h>
  72 #include <sys/linker.h>
  73 #include <sys/lock.h>
  74 #include <sys/malloc.h>
  75 #include <sys/memrange.h>
  76 #include <sys/msgbuf.h>
  77 #include <sys/mutex.h>
  78 #include <sys/pcpu.h>
  79 #include <sys/ptrace.h>
  80 #include <sys/reboot.h>
  81 #include <sys/sched.h>
  82 #include <sys/signalvar.h>
  83 #include <sys/sysctl.h>
  84 #include <sys/sysent.h>
  85 #include <sys/sysproto.h>
  86 #include <sys/ucontext.h>
  87 #include <sys/vmmeter.h>
  88
  89 #include <vm/vm.h>
  90 #include <vm/vm_extern.h>
  91 #include <vm/vm_kern.h>
  92 #include <vm/vm_page.h>
  93 #include <vm/vm_map.h>
  94 #include <vm/vm_object.h>
  95 #include <vm/vm_pager.h>
  96 #include <vm/vm_param.h>
  97
  98 #ifdef DDB
  99 #ifndef KDB
 100 #error KDB must be enabled in order for DDB to work!
 101 #endif
 102 #endif
 103 #include <ddb/ddb.h>
 104
 105 #include <net/netisr.h>
 106
 107 #include <machine/clock.h>
 108 #include <machine/cpu.h>
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111 #include <machine/md_var.h>
 112 #include <machine/metadata.h>
 113 #include <machine/pc/bios.h>
 114 #include <machine/pcb.h>
 115 #include <machine/proc.h>
 116 #include <machine/reg.h>
 117 #include <machine/sigframe.h>
 118 #include <machine/specialreg.h>
 119 #ifdef PERFMON
 120 #include <machine/perfmon.h>
 121 #endif
 122 #include <machine/tss.h>
 123 #ifdef SMP
 124 #include <machine/smp.h>
 125 #endif
 126
 127 #ifdef DEV_ATPIC
 128 #include <amd64/isa/icu.h>
 129 #else
 130 #include <machine/apicvar.h>
 131 #endif
 132
 133 #include <isa/isareg.h>
 134 #include <isa/rtc.h>
 135
 136 /* Sanity check for __curthread() */
 137 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 138
 139 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 140
 141 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 142 extern void identify_cpu(void);
 143 extern void panicifcpuunsupported(void);
 144
 145 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 146 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 147
 148 static void cpu_startup(void *);
 149 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp);
 150 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp);
 151 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 152
 153 #ifdef DDB
 154 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 155 #endif
 156
 157 /* Intel ICH registers */
 158 #define ICH_PMBASE      0x400
 159 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 160
 161 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 162
 163 int cold = 1;
 164
 165 long Maxmem = 0;
 166 long realmem = 0;
 167
 168 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * 30)
 169
 170 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 171 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 172
 173 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 174 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 175 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 176
 177 struct kva_md_info kmi;
 178
 179 static struct trapframe proc0_tf;
 180 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 181
 182 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 183
 184 struct mtx icu_lock;
 185
 186 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 187
 188 static void
 189 cpu_startup(dummy)
 190         void *dummy;
 191 {
 192         char *sysenv;
 193
 194         /*
 195          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 196          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 197          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 198          * start the APs.
 199          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 200          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 201          */
 202         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 203         if (sysenv != NULL) {
 204                 if (strncmp(sysenv, "MacBook", 7) == 0) {
 205                         if (bootverbose)
 206                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 207                                     "Intel ICH.\n");
 208                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 209                 }
 210                 freeenv(sysenv);
 211         }
 212
 213         /*
 214          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 215          */
 216         startrtclock();
 217         printcpuinfo();
 218         panicifcpuunsupported();
 219 #ifdef PERFMON
 220         perfmon_init();
 221 #endif
 222         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n", ptoa((uintmax_t)Maxmem),
 223             ptoa((uintmax_t)Maxmem) / 1048576);
 224         realmem = Maxmem;
 225         /*
 226          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 227          */
 228         if (bootverbose) {
 229                 int indx;
 230
 231                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 232                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 233                         vm_paddr_t size;
 234
 235                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 236                         printf(
 237                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 238                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 239                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 240                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 241                 }
 242         }
 243
 244         vm_ksubmap_init(&kmi);
 245
 246         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 247             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 248             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 249
 250         /*
 251          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 252          */
 253         bufinit();
 254         vm_pager_bufferinit();
 255
 256         cpu_setregs();
 257 }
 258
 259 /*
 260  * Send an interrupt to process.
 261  *
 262  * Stack is set up to allow sigcode stored
 263  * at top to call routine, followed by kcall
 264  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 265  * resets the signal mask, the stack, and the
 266  * frame pointer, it returns to the user
 267  * specified pc, psl.
 268  */
 269 void
 270 sendsig(catcher, sig, mask, code)
 271         sig_t catcher;
 272         int sig;
 273         sigset_t *mask;
 274         u_long code;
 275 {
 276         struct sigframe sf, *sfp;
 277         struct proc *p;
 278         struct thread *td;
 279         struct sigacts *psp;
 280         char *sp;
 281         struct trapframe *regs;
 282         int oonstack;
 283
 284         td = curthread;
 285         p = td->td_proc;
 286         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 287         psp = p->p_sigacts;
 288         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 289         regs = td->td_frame;
 290         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 291
 292         /* Save user context. */
 293         bzero(&sf, sizeof(sf));
 294         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 295         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 296         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 297             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 298         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 299         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 300         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 301         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext);
 302         fpstate_drop(td);
 303
 304         /* Allocate space for the signal handler context. */
 305         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 306             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 307                 sp = td->td_sigstk.ss_sp +
 308                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe);
 309 #if defined(COMPAT_43)
 310                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 311 #endif
 312         } else
 313                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 314         /* Align to 16 bytes. */
 315         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 316
 317         /* Translate the signal if appropriate. */
 318         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 319                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 320
 321         /* Build the argument list for the signal handler. */
 322         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 323         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 324         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 325                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 326                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 327                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 328
 329                 /* Fill in POSIX parts */
 330                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 331                 sf.sf_si.si_code = code;
 332                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 333                 regs->tf_rcx = regs->tf_addr;   /* arg 4 in %rcx */
 334         } else {
 335                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 336                 regs->tf_rsi = code;            /* arg 2 in %rsi */
 337                 regs->tf_rcx = regs->tf_addr;   /* arg 4 in %rcx */
 338                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 339         }
 340         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 341         PROC_UNLOCK(p);
 342
 343         /*
 344          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 345          */
 346         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
 347 #ifdef DEBUG
 348                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 349 #endif
 350                 PROC_LOCK(p);
 351                 sigexit(td, SIGILL);
 352         }
 353
 354         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 355         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 356         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 357         regs->tf_cs = _ucodesel;
 358         PROC_LOCK(p);
 359         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Build siginfo_t for SA thread
 364  */
 365 void
 366 cpu_thread_siginfo(int sig, u_long code, siginfo_t *si)
 367 {
 368         struct proc *p;
 369         struct thread *td;
 370         struct trapframe *regs;
 371
 372         td = curthread;
 373         p = td->td_proc;
 374         regs = td->td_frame;
 375         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 376
 377         bzero(si, sizeof(*si));
 378         si->si_signo = sig;
 379         si->si_code = code;
 380         si->si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 381         /* XXXKSE fill other fields */
 382 }
 383
 384 /*
 385  * System call to cleanup state after a signal
 386  * has been taken.  Reset signal mask and
 387  * stack state from context left by sendsig (above).
 388  * Return to previous pc and psl as specified by
 389  * context left by sendsig. Check carefully to
 390  * make sure that the user has not modified the
 391  * state to gain improper privileges.
 392  *
 393  * MPSAFE
 394  */
 395 int
 396 sigreturn(td, uap)
 397         struct thread *td;
 398         struct sigreturn_args /* {
 399                 const __ucontext *sigcntxp;
 400         } */ *uap;
 401 {
 402         ucontext_t uc;
 403         struct proc *p = td->td_proc;
 404         struct trapframe *regs;
 405         const ucontext_t *ucp;
 406         long rflags;
 407         int cs, error, ret;
 408
 409         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 410         if (error != 0)
 411                 return (error);
 412         ucp = &uc;
 413         regs = td->td_frame;
 414         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 415         /*
 416          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 417          */
 418         /*
 419          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 420          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 421          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 422          * the signal context during signal handling and there is no
 423          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 424          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 425          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 426          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 427          */
 428         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 429                 printf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", rflags);
 430                 return (EINVAL);
 431         }
 432
 433         /*
 434          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 435          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 436          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 437          */
 438         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 439         if (!CS_SECURE(cs)) {
 440                 printf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 441                 trapsignal(td, SIGBUS, T_PROTFLT);
 442                 return (EINVAL);
 443         }
 444
 445         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext);
 446         if (ret != 0)
 447                 return (ret);
 448         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 449
 450         PROC_LOCK(p);
 451 #if defined(COMPAT_43)
 452         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 453                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 454         else
 455                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 456 #endif
 457
 458         td->td_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 459         SIG_CANTMASK(td->td_sigmask);
 460         signotify(td);
 461         PROC_UNLOCK(p);
 462         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
 463         return (EJUSTRETURN);
 464 }
 465
 466 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 467 int
 468 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 469 {
 470
 471         return sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 472 }
 473 #endif
 474
 475
 476 /*
 477  * Machine dependent boot() routine
 478  *
 479  * I haven't seen anything to put here yet
 480  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 481  */
 482 void
 483 cpu_boot(int howto)
 484 {
 485 }
 486
 487 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 488 int
 489 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 490 {
 491         register_t reg;
 492         uint64_t tsc1, tsc2;
 493
 494         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 495                 return (EINVAL);
 496
 497         /* If we're booting, trust the rate calibrated moments ago. */
 498         if (cold) {
 499                 *rate = tsc_freq;
 500                 return (0);
 501         }
 502
 503 #ifdef SMP
 504         /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 505         mtx_lock_spin(&sched_lock);
 506         sched_bind(curthread, cpu_id);
 507         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
 508 #endif
 509
 510         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 511         reg = intr_disable();
 512         tsc1 = rdtsc();
 513         DELAY(1000);
 514         tsc2 = rdtsc();
 515         intr_restore(reg);
 516
 517 #ifdef SMP
 518         mtx_lock_spin(&sched_lock);
 519         sched_unbind(curthread);
 520         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
 521 #endif
 522
 523         /*
 524          * Calculate the difference in readings, convert to Mhz, and
 525          * subtract 0.5% of the total.  Empirical testing has shown that
 526          * overhead in DELAY() works out to approximately this value.
 527          */
 528         tsc2 -= tsc1;
 529         *rate = tsc2 * 1000 - tsc2 * 5;
 530         return (0);
 531 }
 532
 533 /*
 534  * Shutdown the CPU as much as possible
 535  */
 536 void
 537 cpu_halt(void)
 538 {
 539         for (;;)
 540                 __asm__ ("hlt");
 541 }
 542
 543 /*
 544  * Hook to idle the CPU when possible.  In the SMP case we default to
 545  * off because a halted cpu will not currently pick up a new thread in the
 546  * run queue until the next timer tick.  If turned on this will result in
 547  * approximately a 4.2% loss in real time performance in buildworld tests
 548  * (but improves user and sys times oddly enough), and saves approximately
 549  * 5% in power consumption on an idle machine (tests w/2xCPU 1.1GHz P3).
 550  *
 551  * XXX we need to have a cpu mask of idle cpus and generate an IPI or
 552  * otherwise generate some sort of interrupt to wake up cpus sitting in HLT.
 553  * Then we can have our cake and eat it too.
 554  *
 555  * XXX I'm turning it on for SMP as well by default for now.  It seems to
 556  * help lock contention somewhat, and this is critical for HTT. -Peter
 557  */
 558 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 559 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 560     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 561
 562 static void
 563 cpu_idle_default(void)
 564 {
 565         /*
 566          * we must absolutely guarentee that hlt is the
 567          * absolute next instruction after sti or we
 568          * introduce a timing window.
 569          */
 570         __asm __volatile("sti; hlt");
 571 }
 572
 573 /*
 574  * Note that we have to be careful here to avoid a race between checking
 575  * sched_runnable() and actually halting.  If we don't do this, we may waste
 576  * the time between calling hlt and the next interrupt even though there
 577  * is a runnable process.
 578  */
 579 void
 580 cpu_idle(void)
 581 {
 582
 583 #ifdef SMP
 584         if (mp_grab_cpu_hlt())
 585                 return;
 586 #endif
 587         if (cpu_idle_hlt) {
 588                 disable_intr();
 589                 if (sched_runnable())
 590                         enable_intr();
 591                 else
 592                         (*cpu_idle_hook)();
 593         }
 594 }
 595
 596 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 597 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default;
 598
 599 /*
 600  * Clear registers on exec
 601  */
 602 void
 603 exec_setregs(td, entry, stack, ps_strings)
 604         struct thread *td;
 605         u_long entry;
 606         u_long stack;
 607         u_long ps_strings;
 608 {
 609         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 610         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 611
 612         critical_enter();
 613         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);
 614         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);  /* User value while we're in the kernel */
 615         pcb->pcb_fsbase = 0;
 616         pcb->pcb_gsbase = 0;
 617         critical_exit();
 618         load_ds(_udatasel);
 619         load_es(_udatasel);
 620         load_fs(_udatasel);
 621         load_gs(_udatasel);
 622         pcb->pcb_ds = _udatasel;
 623         pcb->pcb_es = _udatasel;
 624         pcb->pcb_fs = _udatasel;
 625         pcb->pcb_gs = _udatasel;
 626
 627         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 628         regs->tf_rip = entry;
 629         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 630         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 631         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 632         regs->tf_ss = _udatasel;
 633         regs->tf_cs = _ucodesel;
 634
 635         /*
 636          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 637          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 638          */
 639         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 640                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 641                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 642                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 643                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 644                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 645                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 646                 if (pcb == PCPU_GET(curpcb)) {
 647                         /*
 648                          * Clear the debug registers on the running
 649                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 650                          * the next process we switch to.
 651                          */
 652                         reset_dbregs();
 653                 }
 654                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 655         }
 656
 657         /*
 658          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 659          * clean FP state if it uses the FPU again.
 660          */
 661         fpstate_drop(td);
 662 }
 663
 664 void
 665 cpu_setregs(void)
 666 {
 667         register_t cr0;
 668
 669         cr0 = rcr0();
 670         /*
 671          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
 672          * BSP.  See the comments there about why we set them.
 673          */
 674         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
 675         load_cr0(cr0);
 676 }
 677
 678 static int
 679 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 680 {
 681         int error;
 682         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 683                 req);
 684         if (!error && req->newptr)
 685                 resettodr();
 686         return (error);
 687 }
 688
 689 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 690         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
 691
 692 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
 693         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
 694
 695 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
 696         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
 697
 698 /*
 699  * Initialize amd64 and configure to run kernel
 700  */
 701
 702 /*
 703  * Initialize segments & interrupt table
 704  */
 705
 706 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor table */
 707 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
 708 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
 709
 710 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
 711
 712 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
 713
 714 /* software prototypes -- in more palatable form */
 715 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
 716 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
 717 {       0x0,                    /* segment base address  */
 718         0x0,                    /* length */
 719         0,                      /* segment type */
 720         0,                      /* segment descriptor priority level */
 721         0,                      /* segment descriptor present */
 722         0,                      /* long */
 723         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 724         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 725 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
 726 {       0x0,                    /* segment base address  */
 727         0xfffff,                /* length - all address space */
 728         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 729         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 730         1,                      /* segment descriptor present */
 731         1,                      /* long */
 732         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 733         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 734 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
 735 {       0x0,                    /* segment base address  */
 736         0xfffff,                /* length - all address space */
 737         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 738         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 739         1,                      /* segment descriptor present */
 740         1,                      /* long */
 741         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 742         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 743 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
 744 {       0x0,                    /* segment base address  */
 745         0xfffff,                /* length - all address space */
 746         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 747         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 748         1,                      /* segment descriptor present */
 749         0,                      /* long */
 750         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 751         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 752 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
 753 {       0x0,                    /* segment base address  */
 754         0xfffff,                /* length - all address space */
 755         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 756         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 757         1,                      /* segment descriptor present */
 758         0,                      /* long */
 759         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 760         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 761 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
 762 {       0x0,                    /* segment base address  */
 763         0xfffff,                /* length - all address space */
 764         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 765         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 766         1,                      /* segment descriptor present */
 767         1,                      /* long */
 768         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 769         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 770 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
 771 {
 772         0x0,                    /* segment base address */
 773         sizeof(struct amd64tss)-1,/* length - all address space */
 774         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
 775         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 776         1,                      /* segment descriptor present */
 777         0,                      /* long */
 778         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
 779         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 780 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
 781 {       0x0,                    /* segment base address  */
 782         0x0,                    /* length */
 783         0,                      /* segment type */
 784         0,                      /* segment descriptor priority level */
 785         0,                      /* segment descriptor present */
 786         0,                      /* long */
 787         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 788         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 789 };
 790
 791 void
 792 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
 793         int idx;
 794         inthand_t *func;
 795         int typ;
 796         int dpl;
 797         int ist;
 798 {
 799         struct gate_descriptor *ip;
 800
 801         ip = idt + idx;
 802         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
 803         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
 804         ip->gd_ist = ist;
 805         ip->gd_xx = 0;
 806         ip->gd_type = typ;
 807         ip->gd_dpl = dpl;
 808         ip->gd_p = 1;
 809         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
 810 }
 811
 812 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
 813
 814 extern inthand_t
 815         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 816         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 817         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 818         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 819         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
 820         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
 821
 822 void
 823 sdtossd(sd, ssd)
 824         struct user_segment_descriptor *sd;
 825         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 826 {
 827
 828         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
 829         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
 830         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
 831         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
 832         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
 833         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
 834         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
 835         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
 836 }
 837
 838 void
 839 ssdtosd(ssd, sd)
 840         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 841         struct user_segment_descriptor *sd;
 842 {
 843
 844         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
 845         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
 846         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
 847         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
 848         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
 849         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
 850         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
 851         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
 852         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
 853         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
 854 }
 855
 856 void
 857 ssdtosyssd(ssd, sd)
 858         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 859         struct system_segment_descriptor *sd;
 860 {
 861
 862         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
 863         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
 864         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
 865         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
 866         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
 867         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
 868         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
 869         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
 870 }
 871
 872 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
 873 #include <isa/isavar.h>
 874 u_int
 875 isa_irq_pending(void)
 876 {
 877
 878         return (0);
 879 }
 880 #endif
 881
 882 u_int basemem;
 883
 884 /*
 885  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
 886  * available physical memory in the system, then test this memory and
 887  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
 888  *
 889  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
 890  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
 891  *
 892  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
 893  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
 894  *
 895  * XXX first should be vm_paddr_t.
 896  */
 897 static void
 898 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
 899 {
 900         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
 901         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
 902         u_long physmem_tunable;
 903         pt_entry_t *pte;
 904         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
 905         u_int32_t smapsize;
 906         quad_t dcons_addr, dcons_size;
 907
 908         bzero(physmap, sizeof(physmap));
 909         basemem = 0;
 910         physmap_idx = 0;
 911
 912         /*
 913          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
 914          *
 915          * subr_module.c says:
 916          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
 917          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
 918          */
 919         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
 920             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
 921         if (smapbase == NULL)
 922                 panic("No BIOS smap info from loader!");
 923
 924         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
 925         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
 926
 927         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
 928                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
 929                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
 930                             smap->type, smap->base, smap->length);
 931
 932                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
 933                         continue;
 934
 935                 if (smap->length == 0)
 936                         continue;
 937
 938                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
 939                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
 940                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
 941                                         printf(
 942         "Overlapping or non-montonic memory region, ignoring second region\n");
 943                                 continue;
 944                         }
 945                 }
 946
 947                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
 948                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
 949                         continue;
 950                 }
 951
 952                 physmap_idx += 2;
 953                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
 954                         printf(
 955                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
 956                         break;
 957                 }
 958                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
 959                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
 960         }
 961
 962         /*
 963          * Find the 'base memory' segment for SMP
 964          */
 965         basemem = 0;
 966         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
 967                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
 968                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
 969                         break;
 970                 }
 971         }
 972         if (basemem == 0)
 973                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
 974
 975 #ifdef SMP
 976         /* make hole for AP bootstrap code */
 977         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
 978 #endif
 979
 980         /*
 981          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
 982          * highest page of the physical address space.  It should be
 983          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
 984          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
 985          */
 986         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
 987
 988 #ifdef MAXMEM
 989         Maxmem = MAXMEM / 4;
 990 #endif
 991
 992         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
 993                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
 994
 995         /*
 996          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
 997          * in the system.
 998          */
 999         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1000                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1001
1002         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1003             (boothowto & RB_VERBOSE))
1004                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1005
1006         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1007         pmap_bootstrap(&first);
1008
1009         /*
1010          * Size up each available chunk of physical memory.
1011          */
1012         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1013         pa_indx = 0;
1014         da_indx = 1;
1015         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1016         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1017         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1018         pte = CMAP1;
1019
1020         /*
1021          * Get dcons buffer address
1022          */
1023         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1024             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1025                 dcons_addr = 0;
1026
1027         /*
1028          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1029          * round up the start address and round down the end address.
1030          */
1031         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1032                 vm_paddr_t end;
1033
1034                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1035                 if (physmap[i + 1] < end)
1036                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1037                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1038                         int tmp, page_bad, full;
1039                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1040
1041                         full = FALSE;
1042                         /*
1043                          * block out kernel memory as not available.
1044                          */
1045                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1046                                 goto do_dump_avail;
1047
1048                         /*
1049                          * block out dcons buffer
1050                          */
1051                         if (dcons_addr > 0
1052                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1053                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1054                                 goto do_dump_avail;
1055
1056                         page_bad = FALSE;
1057
1058                         /*
1059                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1060                          */
1061                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1062                         invltlb();
1063
1064                         tmp = *(int *)ptr;
1065                         /*
1066                          * Test for alternating 1's and 0's
1067                          */
1068                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1069                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1070                                 page_bad = TRUE;
1071                         /*
1072                          * Test for alternating 0's and 1's
1073                          */
1074                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1075                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1076                                 page_bad = TRUE;
1077                         /*
1078                          * Test for all 1's
1079                          */
1080                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1081                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1082                                 page_bad = TRUE;
1083                         /*
1084                          * Test for all 0's
1085                          */
1086                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1087                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1088                                 page_bad = TRUE;
1089                         /*
1090                          * Restore original value.
1091                          */
1092                         *(int *)ptr = tmp;
1093
1094                         /*
1095                          * Adjust array of valid/good pages.
1096                          */
1097                         if (page_bad == TRUE)
1098                                 continue;
1099                         /*
1100                          * If this good page is a continuation of the
1101                          * previous set of good pages, then just increase
1102                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1103                          * Note that "end" points one higher than end,
1104                          * making the range >= start and < end.
1105                          * If we're also doing a speculative memory
1106                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1107                          * so that we keep going. The first bad page
1108                          * will terminate the loop.
1109                          */
1110                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1111                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1112                         } else {
1113                                 pa_indx++;
1114                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1115                                         printf(
1116                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1117                                         pa_indx--;
1118                                         full = TRUE;
1119                                         goto do_dump_avail;
1120                                 }
1121                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1122                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1123                         }
1124                         physmem++;
1125 do_dump_avail:
1126                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1127                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1128                         } else {
1129                                 da_indx++;
1130                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1131                                         da_indx--;
1132                                         goto do_next;
1133                                 }
1134                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1135                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1136                         }
1137 do_next:
1138                         if (full)
1139                                 break;
1140                 }
1141         }
1142         *pte = 0;
1143         invltlb();
1144
1145         /*
1146          * XXX
1147          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1148          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1149          * calculation, etc.).
1150          */
1151         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1152             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1153                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1154                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1155                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1156         }
1157
1158         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1159
1160         /* Trim off space for the message buffer. */
1161         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1162
1163         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1164 }
1165
1166 u_int64_t
1167 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1168 {
1169         caddr_t kmdp;
1170         int gsel_tss, off, x;
1171         struct pcpu *pc;
1172         u_int64_t msr;
1173         char *env;
1174
1175         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1176         bzero((void *)thread0.td_kstack, KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE);
1177         physfree += KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1178         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
1179            (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
1180
1181         /*
1182          * This may be done better later if it gets more high level
1183          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1184          */
1185         proc_linkup(&proc0, &ksegrp0, &thread0);
1186
1187         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1188         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1189         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1190         if (kmdp == NULL)
1191                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1192         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1193         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1194 #ifdef DDB
1195         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1196         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1197 #endif
1198
1199         /* Init basic tunables, hz etc */
1200         init_param1();
1201
1202         /*
1203          * make gdt memory segments
1204          */
1205         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1206
1207         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1208                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1209                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1210         }
1211         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1212             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1213
1214         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1215         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1216         lgdt(&r_gdt);
1217         pc = &__pcpu[0];
1218
1219         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1220         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1221         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1222
1223         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1224         PCPU_SET(prvspace, pc);
1225         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1226         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1227         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1228
1229         /*
1230          * Initialize mutexes.
1231          *
1232          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1233          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1234          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1235          *           under witness.
1236          */
1237         mutex_init();
1238         mtx_init(&clock_lock, "clk", NULL, MTX_SPIN);
1239         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1240
1241         /* exceptions */
1242         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1243                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1244         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1245         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1246         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1247         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1248         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1249         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1250         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1251         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1252         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1253         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1254         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1255         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1256         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1257         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1258         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1259         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1260         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1261         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1262         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1263
1264         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1265         r_idt.rd_base = (long) idt;
1266         lidt(&r_idt);
1267
1268         /*
1269          * Initialize the console before we print anything out.
1270          */
1271         cninit();
1272
1273 #ifdef DEV_ISA
1274 #ifdef DEV_ATPIC
1275         elcr_probe();
1276         atpic_startup();
1277 #else
1278         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1279         atpic_reset();
1280
1281         /*
1282          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1283          * interrupt handler.
1284          */
1285         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1286         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1287 #endif
1288 #else
1289 #error "have you forgotten the isa device?";
1290 #endif
1291
1292         kdb_init();
1293
1294 #ifdef KDB
1295         if (boothowto & RB_KDB)
1296                 kdb_enter("Boot flags requested debugger");
1297 #endif
1298
1299         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1300         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1301
1302         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1303         common_tss[0].tss_rsp0 = thread0.td_kstack + \
1304             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb);
1305         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1306         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1307         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1308
1309         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1310         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1311
1312         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1313         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss);
1314
1315         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1316         ltr(gsel_tss);
1317
1318         /* Set up the fast syscall stuff */
1319         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1320         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1321         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1322         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1323         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1324               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1325         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1326         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1327
1328         getmemsize(kmdp, physfree);
1329         init_param2(physmem);
1330
1331         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1332
1333         /* Map the message buffer. */
1334         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1335                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1336
1337         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1338         fpuinit();
1339
1340         /* transfer to user mode */
1341
1342         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1343         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1344         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1345
1346         /* setup proc 0's pcb */
1347         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0; /* XXXKSE */
1348         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1349         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1350
1351         env = getenv("kernelname");
1352         if (env != NULL)
1353                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1354
1355         /* Location of kernel stack for locore */
1356         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1357 }
1358
1359 void
1360 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1361 {
1362
1363         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1364 }
1365
1366 void
1367 spinlock_enter(void)
1368 {
1369         struct thread *td;
1370
1371         td = curthread;
1372         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1373                 td->td_md.md_saved_flags = intr_disable();
1374         td->td_md.md_spinlock_count++;
1375         critical_enter();
1376 }
1377
1378 void
1379 spinlock_exit(void)
1380 {
1381         struct thread *td;
1382
1383         td = curthread;
1384         critical_exit();
1385         td->td_md.md_spinlock_count--;
1386         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1387                 intr_restore(td->td_md.md_saved_flags);
1388 }
1389
1390 /*
1391  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1392  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1393  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1394  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1395  * enough for a backtrace.
1396  */
1397 void
1398 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1399 {
1400
1401         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1402         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1403         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1404         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1405         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1406         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1407         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1408         pcb->pcb_rsp = (ISPL(tf->tf_cs)) ? tf->tf_rsp : (long)(tf + 1) - 8;
1409 }
1410
1411 int
1412 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1413 {
1414         td->td_frame->tf_rip = addr;
1415         return (0);
1416 }
1417
1418 int
1419 ptrace_single_step(struct thread *td)
1420 {
1421         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1422         return (0);
1423 }
1424
1425 int
1426 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1427 {
1428         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1429         return (0);
1430 }
1431
1432 int
1433 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1434 {
1435         struct trapframe *tp;
1436
1437         tp = td->td_frame;
1438         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1439         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1440         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1441         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1442         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1443         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1444         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1445         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1446         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1447         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1448         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1449         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1450         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1451         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1452         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1453         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1454         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1455         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1456         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1457         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1458         return (0);
1459 }
1460
1461 int
1462 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1463 {
1464         struct trapframe *tp;
1465         register_t rflags;
1466
1467         tp = td->td_frame;
1468         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
1469         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
1470                 return (EINVAL);
1471         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
1472         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
1473         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
1474         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
1475         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
1476         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
1477         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
1478         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
1479         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
1480         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
1481         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
1482         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
1483         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
1484         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
1485         tp->tf_rax = regs->r_rax;
1486         tp->tf_rip = regs->r_rip;
1487         tp->tf_cs = regs->r_cs;
1488         tp->tf_rflags = rflags;
1489         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
1490         tp->tf_ss = regs->r_ss;
1491         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1492         return (0);
1493 }
1494
1495 /* XXX check all this stuff! */
1496 /* externalize from sv_xmm */
1497 static void
1498 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
1499 {
1500         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1501         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1502         int i;
1503
1504         /* pcb -> fpregs */
1505         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
1506
1507         /* FPU control/status */
1508         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1509         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1510         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1511         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1512         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
1513         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
1514         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
1515         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
1516
1517         /* FPU registers */
1518         for (i = 0; i < 8; ++i)
1519                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
1520
1521         /* SSE registers */
1522         for (i = 0; i < 16; ++i)
1523                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
1524 }
1525
1526 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
1527 static void
1528 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
1529 {
1530         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1531         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1532         int i;
1533
1534         /* fpregs -> pcb */
1535         /* FPU control/status */
1536         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
1537         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
1538         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
1539         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
1540         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
1541         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
1542         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
1543         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
1544
1545         /* FPU registers */
1546         for (i = 0; i < 8; ++i)
1547                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
1548
1549         /* SSE registers */
1550         for (i = 0; i < 16; ++i)
1551                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
1552 }
1553
1554 /* externalize from td->pcb */
1555 int
1556 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1557 {
1558
1559         fill_fpregs_xmm(&td->td_pcb->pcb_save, fpregs);
1560         return (0);
1561 }
1562
1563 /* internalize to td->pcb */
1564 int
1565 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1566 {
1567
1568         set_fpregs_xmm(fpregs, &td->td_pcb->pcb_save);
1569         return (0);
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Get machine context.
1574  */
1575 int
1576 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
1577 {
1578         struct trapframe *tp;
1579
1580         tp = td->td_frame;
1581         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
1582         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
1583         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
1584         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
1585         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
1586         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
1587         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
1588         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
1589         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
1590         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
1591         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
1592         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
1593         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
1594         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
1595         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
1596         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
1597         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
1598         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
1599                 mcp->mc_rax = 0;
1600                 mcp->mc_rdx = 0;
1601                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
1602         } else {
1603                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
1604                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
1605         }
1606         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
1607         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
1608         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
1609         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
1610         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
1611         get_fpcontext(td, mcp);
1612         return (0);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Set machine context.
1617  *
1618  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
1619  * touch the cs selector.
1620  */
1621 int
1622 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
1623 {
1624         struct trapframe *tp;
1625         long rflags;
1626         int ret;
1627
1628         tp = td->td_frame;
1629         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp))
1630                 return (EINVAL);
1631         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
1632             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
1633         ret = set_fpcontext(td, mcp);
1634         if (ret != 0)
1635                 return (ret);
1636         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
1637         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
1638         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
1639         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
1640         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
1641         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
1642         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
1643         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
1644         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
1645         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
1646         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
1647         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
1648         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
1649         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
1650         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
1651         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
1652         tp->tf_rflags = rflags;
1653         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
1654         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
1655         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1656         return (0);
1657 }
1658
1659 static void
1660 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
1661 {
1662
1663         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td, (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate);
1664         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
1665 }
1666
1667 static int
1668 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
1669 {
1670         struct savefpu *fpstate;
1671
1672         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
1673                 return (0);
1674         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
1675                 return (EINVAL);
1676         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE)
1677                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
1678                 fpstate_drop(td);
1679         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
1680             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
1681                 /*
1682                  * XXX we violate the dubious requirement that fpusetregs()
1683                  * be called with interrupts disabled.
1684                  * XXX obsolete on trap-16 systems?
1685                  */
1686                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
1687                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
1688                 fpusetregs(td, fpstate);
1689         } else
1690                 return (EINVAL);
1691         return (0);
1692 }
1693
1694 void
1695 fpstate_drop(struct thread *td)
1696 {
1697         register_t s;
1698
1699         s = intr_disable();
1700         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
1701                 fpudrop();
1702         /*
1703          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
1704          * owned it.
1705          *
1706          * XXX I don't much like fpugetregs()'s semantics of doing a full
1707          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
1708          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
1709          * sendsig() is the only caller of fpugetregs()... perhaps we just
1710          * have too many layers.
1711          */
1712         curthread->td_pcb->pcb_flags &= ~PCB_FPUINITDONE;
1713         intr_restore(s);
1714 }
1715
1716 int
1717 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
1718 {
1719         struct pcb *pcb;
1720
1721         if (td == NULL) {
1722                 dbregs->dr[0] = rdr0();
1723                 dbregs->dr[1] = rdr1();
1724                 dbregs->dr[2] = rdr2();
1725                 dbregs->dr[3] = rdr3();
1726                 dbregs->dr[6] = rdr6();
1727                 dbregs->dr[7] = rdr7();
1728         } else {
1729                 pcb = td->td_pcb;
1730                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
1731                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
1732                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
1733                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
1734                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
1735                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
1736         }
1737         dbregs->dr[4] = 0;
1738         dbregs->dr[5] = 0;
1739         dbregs->dr[8] = 0;
1740         dbregs->dr[9] = 0;
1741         dbregs->dr[10] = 0;
1742         dbregs->dr[11] = 0;
1743         dbregs->dr[12] = 0;
1744         dbregs->dr[13] = 0;
1745         dbregs->dr[14] = 0;
1746         dbregs->dr[15] = 0;
1747         return (0);
1748 }
1749
1750 int
1751 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
1752 {
1753         struct pcb *pcb;
1754         int i;
1755         u_int64_t mask1, mask2;
1756
1757         if (td == NULL) {
1758                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
1759                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
1760                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
1761                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
1762                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
1763                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
1764         } else {
1765                 /*
1766                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
1767                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
1768                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
1769                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
1770                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
1771                  */
1772                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
1773                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
1774                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
1775                                 return (EINVAL);
1776                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
1777                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
1778                         return (EINVAL);
1779
1780                 pcb = td->td_pcb;
1781
1782                 /*
1783                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
1784                  * process's address space.  If a process could do this, it
1785                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
1786                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
1787                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
1788                  * process's address space.
1789                  *
1790                  * XXX - what about when the watched area of the user's
1791                  * address space is written into from within the kernel
1792                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
1793                  * from within kernel mode?
1794                  */
1795
1796                 if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
1797                         /* dr0 is enabled */
1798                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1799                                 return (EINVAL);
1800                 }
1801                 if (dbregs->dr[7] & 0x3<<2) {
1802                         /* dr1 is enabled */
1803                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1804                                 return (EINVAL);
1805                 }
1806                 if (dbregs->dr[7] & 0x3<<4) {
1807                         /* dr2 is enabled */
1808                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1809                                 return (EINVAL);
1810                 }
1811                 if (dbregs->dr[7] & 0x3<<6) {
1812                         /* dr3 is enabled */
1813                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1814                                 return (EINVAL);
1815                 }
1816
1817                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
1818                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
1819                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
1820                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
1821                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
1822                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
1823
1824                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
1825         }
1826
1827         return (0);
1828 }
1829
1830 void
1831 reset_dbregs(void)
1832 {
1833
1834         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
1835         load_dr0(0);
1836         load_dr1(0);
1837         load_dr2(0);
1838         load_dr3(0);
1839         load_dr6(0);
1840 }
1841
1842 /*
1843  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1844  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1845  */
1846 int
1847 user_dbreg_trap(void)
1848 {
1849         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1850         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1851         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1852         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1853         int i;
1854
1855         dr7 = rdr7();
1856         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1857                 /*
1858                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1859                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1860                  * hardware debug registers
1861                  */
1862                 return 0;
1863         }
1864
1865         nbp = 0;
1866         dr6 = rdr6();
1867         bp = dr6 & 0x0000000f;
1868
1869         if (!bp) {
1870                 /*
1871                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1872                  * trap was not caused by any of the debug registers
1873                  */
1874                 return 0;
1875         }
1876
1877         /*
1878          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1879          * which ones and if any of them are user space addresses
1880          */
1881
1882         if (bp & 0x01) {
1883                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1884         }
1885         if (bp & 0x02) {
1886                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1887         }
1888         if (bp & 0x04) {
1889                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1890         }
1891         if (bp & 0x08) {
1892                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1893         }
1894
1895         for (i=0; i<nbp; i++) {
1896                 if (addr[i] <
1897                     (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
1898                         /*
1899                          * addr[i] is in user space
1900                          */
1901                         return nbp;
1902                 }
1903         }
1904
1905         /*
1906          * None of the breakpoints are in user space.
1907          */
1908         return 0;
1909 }
1910
1911 #ifdef KDB
1912
1913 /*
1914  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
1915  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
1916  * called from the debugger.
1917  *
1918  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
1919  */
1920
1921 #undef inb
1922 #undef outb
1923
1924 /* silence compiler warnings */
1925 u_char inb(u_int);
1926 void outb(u_int, u_char);
1927
1928 u_char
1929 inb(u_int port)
1930 {
1931         u_char  data;
1932         /*
1933          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
1934          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
1935          * if we tell it to load (u_short) port.
1936          */
1937         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
1938         return (data);
1939 }
1940
1941 void
1942 outb(u_int port, u_char data)
1943 {
1944         u_char  al;
1945         /*
1946          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
1947          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
1948          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
1949          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
1950          */
1951         al = data;
1952         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
1953 }
1954
1955 #endif /* KDB */