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/clock.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 #endif
 104 #include <ddb/ddb.h>
 105
 106 #include <net/netisr.h>
 107
 108 #include <machine/clock.h>
 109 #include <machine/cpu.h>
 110 #include <machine/cputypes.h>
 111 #include <machine/intr_machdep.h>
 112 #include <machine/md_var.h>
 113 #include <machine/metadata.h>
 114 #include <machine/pc/bios.h>
 115 #include <machine/pcb.h>
 116 #include <machine/proc.h>
 117 #include <machine/reg.h>
 118 #include <machine/sigframe.h>
 119 #include <machine/specialreg.h>
 120 #ifdef PERFMON
 121 #include <machine/perfmon.h>
 122 #endif
 123 #include <machine/tss.h>
 124 #ifdef SMP
 125 #include <machine/smp.h>
 126 #endif
 127
 128 #ifdef DEV_ATPIC
 129 #include <amd64/isa/icu.h>
 130 #else
 131 #include <machine/apicvar.h>
 132 #endif
 133
 134 #include <isa/isareg.h>
 135 #include <isa/rtc.h>
 136
 137 /* Sanity check for __curthread() */
 138 CTASSERT(offsetof(struct pcpu, pc_curthread) == 0);
 139
 140 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 141
 142 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 143 extern void identify_cpu(void);
 144 extern void panicifcpuunsupported(void);
 145
 146 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 147 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 148
 149 static void cpu_startup(void *);
 150 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp);
 151 static int  set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp);
 152 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 153
 154 #ifdef DDB
 155 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 156 #endif
 157
 158 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 159
 160 int cold = 1;
 161
 162 long Maxmem = 0;
 163 long realmem = 0;
 164
 165 /*
 166  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 167  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 168  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 169  * PHYSSEG entries.
 170  */
 171 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 172
 173 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 174 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 175
 176 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 177 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 178 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 179
 180 struct kva_md_info kmi;
 181
 182 static struct trapframe proc0_tf;
 183 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 184
 185 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 186
 187 struct mtx icu_lock;
 188
 189 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 190
 191 static void
 192 cpu_startup(dummy)
 193         void *dummy;
 194 {
 195         /*
 196          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 197          */
 198         startrtclock();
 199         printcpuinfo();
 200         panicifcpuunsupported();
 201 #ifdef PERFMON
 202         perfmon_init();
 203 #endif
 204         printf("usable memory = %ju (%ju MB)\n", ptoa((uintmax_t)physmem),
 205             ptoa((uintmax_t)physmem) / 1048576);
 206         realmem = Maxmem;
 207         /*
 208          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 209          */
 210         if (bootverbose) {
 211                 int indx;
 212
 213                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 214                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 215                         vm_paddr_t size;
 216
 217                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 218                         printf(
 219                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 220                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 221                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 222                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 223                 }
 224         }
 225
 226         vm_ksubmap_init(&kmi);
 227
 228         printf("avail memory  = %ju (%ju MB)\n",
 229             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 230             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 231
 232         /*
 233          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 234          */
 235         bufinit();
 236         vm_pager_bufferinit();
 237
 238         cpu_setregs();
 239 }
 240
 241 /*
 242  * Send an interrupt to process.
 243  *
 244  * Stack is set up to allow sigcode stored
 245  * at top to call routine, followed by kcall
 246  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 247  * resets the signal mask, the stack, and the
 248  * frame pointer, it returns to the user
 249  * specified pc, psl.
 250  */
 251 void
 252 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 253 {
 254         struct sigframe sf, *sfp;
 255         struct proc *p;
 256         struct thread *td;
 257         struct sigacts *psp;
 258         char *sp;
 259         struct trapframe *regs;
 260         int sig;
 261         int oonstack;
 262
 263         td = curthread;
 264         p = td->td_proc;
 265         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 266         sig = ksi->ksi_signo;
 267         psp = p->p_sigacts;
 268         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 269         regs = td->td_frame;
 270         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 271
 272         /* Save user context. */
 273         bzero(&sf, sizeof(sf));
 274         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 275         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 276         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 277             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 278         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 279         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 280         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 281         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext);
 282         fpstate_drop(td);
 283
 284         /* Allocate space for the signal handler context. */
 285         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 286             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 287                 sp = td->td_sigstk.ss_sp +
 288                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe);
 289 #if defined(COMPAT_43)
 290                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 291 #endif
 292         } else
 293                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 294         /* Align to 16 bytes. */
 295         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 296
 297         /* Translate the signal if appropriate. */
 298         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 299                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 300
 301         /* Build the argument list for the signal handler. */
 302         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 303         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 304         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 305                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 306                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 307                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 308
 309                 /* Fill in POSIX parts */
 310                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 311                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 312                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 313         } else {
 314                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 315                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 316                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 317                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 318         }
 319         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 320         PROC_UNLOCK(p);
 321
 322         /*
 323          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 324          */
 325         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
 326 #ifdef DEBUG
 327                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 328 #endif
 329                 PROC_LOCK(p);
 330                 sigexit(td, SIGILL);
 331         }
 332
 333         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 334         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 335         regs->tf_rflags &= ~PSL_T;
 336         regs->tf_cs = _ucodesel;
 337         PROC_LOCK(p);
 338         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 339 }
 340
 341 /*
 342  * System call to cleanup state after a signal
 343  * has been taken.  Reset signal mask and
 344  * stack state from context left by sendsig (above).
 345  * Return to previous pc and psl as specified by
 346  * context left by sendsig. Check carefully to
 347  * make sure that the user has not modified the
 348  * state to gain improper privileges.
 349  *
 350  * MPSAFE
 351  */
 352 int
 353 sigreturn(td, uap)
 354         struct thread *td;
 355         struct sigreturn_args /* {
 356                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 357         } */ *uap;
 358 {
 359         ucontext_t uc;
 360         struct proc *p = td->td_proc;
 361         struct trapframe *regs;
 362         const ucontext_t *ucp;
 363         long rflags;
 364         int cs, error, ret;
 365         ksiginfo_t ksi;
 366
 367         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 368         if (error != 0)
 369                 return (error);
 370         ucp = &uc;
 371         regs = td->td_frame;
 372         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 373         /*
 374          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 375          */
 376         /*
 377          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 378          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 379          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 380          * the signal context during signal handling and there is no
 381          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 382          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 383          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 384          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 385          */
 386         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 387                 printf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", rflags);
 388                 return (EINVAL);
 389         }
 390
 391         /*
 392          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 393          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 394          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 395          */
 396         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 397         if (!CS_SECURE(cs)) {
 398                 printf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 399                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 400                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 401                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 402                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 403                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 404                 trapsignal(td, &ksi);
 405                 return (EINVAL);
 406         }
 407
 408         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext);
 409         if (ret != 0)
 410                 return (ret);
 411         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 412
 413         PROC_LOCK(p);
 414 #if defined(COMPAT_43)
 415         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 416                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 417         else
 418                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 419 #endif
 420
 421         td->td_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 422         SIG_CANTMASK(td->td_sigmask);
 423         signotify(td);
 424         PROC_UNLOCK(p);
 425         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
 426         return (EJUSTRETURN);
 427 }
 428
 429 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 430 int
 431 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 432 {
 433
 434         return sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 435 }
 436 #endif
 437
 438
 439 /*
 440  * Machine dependent boot() routine
 441  *
 442  * I haven't seen anything to put here yet
 443  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 444  */
 445 void
 446 cpu_boot(int howto)
 447 {
 448 }
 449
 450 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 451 int
 452 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 453 {
 454         register_t reg;
 455         uint64_t tsc1, tsc2;
 456
 457         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 458                 return (EINVAL);
 459
 460         /* If we're booting, trust the rate calibrated moments ago. */
 461         if (cold) {
 462                 *rate = tsc_freq;
 463                 return (0);
 464         }
 465
 466 #ifdef SMP
 467         /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 468         thread_lock(curthread);
 469         sched_bind(curthread, cpu_id);
 470         thread_unlock(curthread);
 471 #endif
 472
 473         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 474         reg = intr_disable();
 475         tsc1 = rdtsc();
 476         DELAY(1000);
 477         tsc2 = rdtsc();
 478         intr_restore(reg);
 479
 480 #ifdef SMP
 481         thread_lock(curthread);
 482         sched_unbind(curthread);
 483         thread_unlock(curthread);
 484 #endif
 485
 486         /*
 487          * Calculate the difference in readings, convert to Mhz, and
 488          * subtract 0.5% of the total.  Empirical testing has shown that
 489          * overhead in DELAY() works out to approximately this value.
 490          */
 491         tsc2 -= tsc1;
 492         *rate = tsc2 * 1000 - tsc2 * 5;
 493         return (0);
 494 }
 495
 496 /*
 497  * Shutdown the CPU as much as possible
 498  */
 499 void
 500 cpu_halt(void)
 501 {
 502         for (;;)
 503                 __asm__ ("hlt");
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Hook to idle the CPU when possible.  In the SMP case we default to
 508  * off because a halted cpu will not currently pick up a new thread in the
 509  * run queue until the next timer tick.  If turned on this will result in
 510  * approximately a 4.2% loss in real time performance in buildworld tests
 511  * (but improves user and sys times oddly enough), and saves approximately
 512  * 5% in power consumption on an idle machine (tests w/2xCPU 1.1GHz P3).
 513  *
 514  * XXX we need to have a cpu mask of idle cpus and generate an IPI or
 515  * otherwise generate some sort of interrupt to wake up cpus sitting in HLT.
 516  * Then we can have our cake and eat it too.
 517  *
 518  * XXX I'm turning it on for SMP as well by default for now.  It seems to
 519  * help lock contention somewhat, and this is critical for HTT. -Peter
 520  */
 521 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 522 TUNABLE_INT("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
 523 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 524     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 525
 526 static void
 527 cpu_idle_default(void)
 528 {
 529         /*
 530          * we must absolutely guarentee that hlt is the
 531          * absolute next instruction after sti or we
 532          * introduce a timing window.
 533          */
 534         __asm __volatile("sti; hlt");
 535 }
 536
 537 /*
 538  * Note that we have to be careful here to avoid a race between checking
 539  * sched_runnable() and actually halting.  If we don't do this, we may waste
 540  * the time between calling hlt and the next interrupt even though there
 541  * is a runnable process.
 542  */
 543 void
 544 cpu_idle(void)
 545 {
 546
 547 #ifdef SMP
 548         if (mp_grab_cpu_hlt())
 549                 return;
 550 #endif
 551         if (cpu_idle_hlt) {
 552                 disable_intr();
 553                 if (sched_runnable())
 554                         enable_intr();
 555                 else
 556                         (*cpu_idle_hook)();
 557         }
 558 }
 559
 560 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 561 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default;
 562
 563 /*
 564  * Clear registers on exec
 565  */
 566 void
 567 exec_setregs(td, entry, stack, ps_strings)
 568         struct thread *td;
 569         u_long entry;
 570         u_long stack;
 571         u_long ps_strings;
 572 {
 573         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 574         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 575
 576         critical_enter();
 577         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);
 578         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);  /* User value while we're in the kernel */
 579         pcb->pcb_fsbase = 0;
 580         pcb->pcb_gsbase = 0;
 581         critical_exit();
 582         load_ds(_udatasel);
 583         load_es(_udatasel);
 584         load_fs(_udatasel);
 585         load_gs(_udatasel);
 586         pcb->pcb_ds = _udatasel;
 587         pcb->pcb_es = _udatasel;
 588         pcb->pcb_fs = _udatasel;
 589         pcb->pcb_gs = _udatasel;
 590
 591         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 592         regs->tf_rip = entry;
 593         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 594         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 595         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 596         regs->tf_ss = _udatasel;
 597         regs->tf_cs = _ucodesel;
 598
 599         /*
 600          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 601          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 602          */
 603         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 604                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 605                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 606                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 607                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 608                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 609                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 610                 if (pcb == PCPU_GET(curpcb)) {
 611                         /*
 612                          * Clear the debug registers on the running
 613                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 614                          * the next process we switch to.
 615                          */
 616                         reset_dbregs();
 617                 }
 618                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 619         }
 620
 621         /*
 622          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 623          * clean FP state if it uses the FPU again.
 624          */
 625         fpstate_drop(td);
 626 }
 627
 628 void
 629 cpu_setregs(void)
 630 {
 631         register_t cr0;
 632
 633         cr0 = rcr0();
 634         /*
 635          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
 636          * BSP.  See the comments there about why we set them.
 637          */
 638         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
 639         load_cr0(cr0);
 640 }
 641
 642 /*
 643  * Initialize amd64 and configure to run kernel
 644  */
 645
 646 /*
 647  * Initialize segments & interrupt table
 648  */
 649
 650 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor table */
 651 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
 652 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
 653
 654 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
 655
 656 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
 657
 658 /* software prototypes -- in more palatable form */
 659 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
 660 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
 661 {       0x0,                    /* segment base address  */
 662         0x0,                    /* length */
 663         0,                      /* segment type */
 664         0,                      /* segment descriptor priority level */
 665         0,                      /* segment descriptor present */
 666         0,                      /* long */
 667         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 668         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 669 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
 670 {       0x0,                    /* segment base address  */
 671         0xfffff,                /* length - all address space */
 672         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 673         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 674         1,                      /* segment descriptor present */
 675         1,                      /* long */
 676         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 677         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 678 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
 679 {       0x0,                    /* segment base address  */
 680         0xfffff,                /* length - all address space */
 681         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 682         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 683         1,                      /* segment descriptor present */
 684         1,                      /* long */
 685         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 686         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 687 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
 688 {       0x0,                    /* segment base address  */
 689         0xfffff,                /* length - all address space */
 690         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 691         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 692         1,                      /* segment descriptor present */
 693         0,                      /* long */
 694         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 695         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 696 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
 697 {       0x0,                    /* segment base address  */
 698         0xfffff,                /* length - all address space */
 699         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 700         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 701         1,                      /* segment descriptor present */
 702         0,                      /* long */
 703         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 704         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 705 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
 706 {       0x0,                    /* segment base address  */
 707         0xfffff,                /* length - all address space */
 708         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 709         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 710         1,                      /* segment descriptor present */
 711         1,                      /* long */
 712         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 713         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 714 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
 715 {
 716         0x0,                    /* segment base address */
 717         sizeof(struct amd64tss)-1,/* length - all address space */
 718         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
 719         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 720         1,                      /* segment descriptor present */
 721         0,                      /* long */
 722         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
 723         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 724 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
 725 {       0x0,                    /* segment base address  */
 726         0x0,                    /* length */
 727         0,                      /* segment type */
 728         0,                      /* segment descriptor priority level */
 729         0,                      /* segment descriptor present */
 730         0,                      /* long */
 731         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 732         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 733 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
 734 {       0x0,                    /* segment base address  */
 735         0xfffff,                /* length - all address space */
 736         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 737         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 738         1,                      /* segment descriptor present */
 739         0,                      /* long */
 740         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 741         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 742 };
 743
 744 void
 745 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
 746         int idx;
 747         inthand_t *func;
 748         int typ;
 749         int dpl;
 750         int ist;
 751 {
 752         struct gate_descriptor *ip;
 753
 754         ip = idt + idx;
 755         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
 756         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
 757         ip->gd_ist = ist;
 758         ip->gd_xx = 0;
 759         ip->gd_type = typ;
 760         ip->gd_dpl = dpl;
 761         ip->gd_p = 1;
 762         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
 763 }
 764
 765 extern inthand_t
 766         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 767         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 768         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 769         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 770         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
 771         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
 772
 773 void
 774 sdtossd(sd, ssd)
 775         struct user_segment_descriptor *sd;
 776         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 777 {
 778
 779         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
 780         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
 781         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
 782         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
 783         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
 784         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
 785         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
 786         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
 787 }
 788
 789 void
 790 ssdtosd(ssd, sd)
 791         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 792         struct user_segment_descriptor *sd;
 793 {
 794
 795         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
 796         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
 797         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
 798         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
 799         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
 800         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
 801         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
 802         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
 803         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
 804         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
 805 }
 806
 807 void
 808 ssdtosyssd(ssd, sd)
 809         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 810         struct system_segment_descriptor *sd;
 811 {
 812
 813         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
 814         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
 815         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
 816         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
 817         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
 818         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
 819         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
 820         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
 821 }
 822
 823 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
 824 #include <isa/isavar.h>
 825 u_int
 826 isa_irq_pending(void)
 827 {
 828
 829         return (0);
 830 }
 831 #endif
 832
 833 u_int basemem;
 834
 835 /*
 836  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
 837  * available physical memory in the system, then test this memory and
 838  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
 839  *
 840  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
 841  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
 842  *
 843  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
 844  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
 845  *
 846  * XXX first should be vm_paddr_t.
 847  */
 848 static void
 849 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
 850 {
 851         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
 852         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
 853         u_long physmem_tunable;
 854         pt_entry_t *pte;
 855         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
 856         u_int32_t smapsize;
 857         quad_t dcons_addr, dcons_size;
 858
 859         bzero(physmap, sizeof(physmap));
 860         basemem = 0;
 861         physmap_idx = 0;
 862
 863         /*
 864          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
 865          *
 866          * subr_module.c says:
 867          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
 868          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
 869          */
 870         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
 871             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
 872         if (smapbase == NULL)
 873                 panic("No BIOS smap info from loader!");
 874
 875         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
 876         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
 877
 878         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
 879                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
 880                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
 881                             smap->type, smap->base, smap->length);
 882
 883                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
 884                         continue;
 885
 886                 if (smap->length == 0)
 887                         continue;
 888
 889                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
 890                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
 891                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
 892                                         printf(
 893         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
 894                                 continue;
 895                         }
 896                 }
 897
 898                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
 899                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
 900                         continue;
 901                 }
 902
 903                 physmap_idx += 2;
 904                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
 905                         printf(
 906                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
 907                         break;
 908                 }
 909                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
 910                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
 911         }
 912
 913         /*
 914          * Find the 'base memory' segment for SMP
 915          */
 916         basemem = 0;
 917         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
 918                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
 919                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
 920                         break;
 921                 }
 922         }
 923         if (basemem == 0)
 924                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
 925
 926 #ifdef SMP
 927         /* make hole for AP bootstrap code */
 928         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
 929 #endif
 930
 931         /*
 932          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
 933          * highest page of the physical address space.  It should be
 934          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
 935          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
 936          */
 937         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
 938
 939 #ifdef MAXMEM
 940         Maxmem = MAXMEM / 4;
 941 #endif
 942
 943         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
 944                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
 945
 946         /*
 947          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
 948          * in the system.
 949          */
 950         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
 951                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
 952
 953         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
 954             (boothowto & RB_VERBOSE))
 955                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
 956
 957         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
 958         pmap_bootstrap(&first);
 959
 960         /*
 961          * Size up each available chunk of physical memory.
 962          */
 963         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
 964         pa_indx = 0;
 965         da_indx = 1;
 966         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
 967         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
 968         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
 969         pte = CMAP1;
 970
 971         /*
 972          * Get dcons buffer address
 973          */
 974         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
 975             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
 976                 dcons_addr = 0;
 977
 978         /*
 979          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
 980          * round up the start address and round down the end address.
 981          */
 982         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
 983                 vm_paddr_t end;
 984
 985                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
 986                 if (physmap[i + 1] < end)
 987                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
 988                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
 989                         int tmp, page_bad, full;
 990                         int *ptr = (int *)CADDR1;
 991
 992                         full = FALSE;
 993                         /*
 994                          * block out kernel memory as not available.
 995                          */
 996                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
 997                                 goto do_dump_avail;
 998
 999                         /*
1000                          * block out dcons buffer
1001                          */
1002                         if (dcons_addr > 0
1003                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1004                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1005                                 goto do_dump_avail;
1006
1007                         page_bad = FALSE;
1008
1009                         /*
1010                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1011                          */
1012                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1013                         invltlb();
1014
1015                         tmp = *(int *)ptr;
1016                         /*
1017                          * Test for alternating 1's and 0's
1018                          */
1019                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1020                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1021                                 page_bad = TRUE;
1022                         /*
1023                          * Test for alternating 0's and 1's
1024                          */
1025                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1026                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1027                                 page_bad = TRUE;
1028                         /*
1029                          * Test for all 1's
1030                          */
1031                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1032                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1033                                 page_bad = TRUE;
1034                         /*
1035                          * Test for all 0's
1036                          */
1037                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1038                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1039                                 page_bad = TRUE;
1040                         /*
1041                          * Restore original value.
1042                          */
1043                         *(int *)ptr = tmp;
1044
1045                         /*
1046                          * Adjust array of valid/good pages.
1047                          */
1048                         if (page_bad == TRUE)
1049                                 continue;
1050                         /*
1051                          * If this good page is a continuation of the
1052                          * previous set of good pages, then just increase
1053                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1054                          * Note that "end" points one higher than end,
1055                          * making the range >= start and < end.
1056                          * If we're also doing a speculative memory
1057                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1058                          * so that we keep going. The first bad page
1059                          * will terminate the loop.
1060                          */
1061                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1062                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1063                         } else {
1064                                 pa_indx++;
1065                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1066                                         printf(
1067                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1068                                         pa_indx--;
1069                                         full = TRUE;
1070                                         goto do_dump_avail;
1071                                 }
1072                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1073                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1074                         }
1075                         physmem++;
1076 do_dump_avail:
1077                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1078                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1079                         } else {
1080                                 da_indx++;
1081                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1082                                         da_indx--;
1083                                         goto do_next;
1084                                 }
1085                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1086                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1087                         }
1088 do_next:
1089                         if (full)
1090                                 break;
1091                 }
1092         }
1093         *pte = 0;
1094         invltlb();
1095
1096         /*
1097          * XXX
1098          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1099          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1100          * calculation, etc.).
1101          */
1102         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1103             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1104                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1105                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1106                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1107         }
1108
1109         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1110
1111         /* Trim off space for the message buffer. */
1112         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1113
1114         /* Map the message buffer. */
1115         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1116                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1117                     off);
1118 }
1119
1120 u_int64_t
1121 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1122 {
1123         caddr_t kmdp;
1124         int gsel_tss, x;
1125         struct pcpu *pc;
1126         u_int64_t msr;
1127         char *env;
1128
1129         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1130         bzero((void *)thread0.td_kstack, KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE);
1131         physfree += KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1132         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
1133            (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
1134
1135         /*
1136          * This may be done better later if it gets more high level
1137          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1138          */
1139         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1140
1141         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1142         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1143         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1144         if (kmdp == NULL)
1145                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1146         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1147         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1148 #ifdef DDB
1149         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1150         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1151 #endif
1152
1153         /* Init basic tunables, hz etc */
1154         init_param1();
1155
1156         /*
1157          * make gdt memory segments
1158          */
1159         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1160
1161         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1162                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1163                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1164         }
1165         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1166             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1167
1168         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1169         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1170         lgdt(&r_gdt);
1171         pc = &__pcpu[0];
1172
1173         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1174         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1175         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1176
1177         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1178         PCPU_SET(prvspace, pc);
1179         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1180         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1181         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1182
1183         /*
1184          * Initialize mutexes.
1185          *
1186          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1187          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1188          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1189          *           under witness.
1190          */
1191         mutex_init();
1192         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1193
1194         /* exceptions */
1195         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1196                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1197         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1198         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1199         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1200         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1201         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1202         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1203         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1204         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1205         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1206         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1207         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1208         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1209         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1210         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1211         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1212         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1213         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1214         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1215         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1216
1217         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1218         r_idt.rd_base = (long) idt;
1219         lidt(&r_idt);
1220
1221         /*
1222          * Initialize the i8254 before the console so that console
1223          * initialization can use DELAY().
1224          */
1225         i8254_init();
1226
1227         /*
1228          * Initialize the console before we print anything out.
1229          */
1230         cninit();
1231
1232 #ifdef DEV_ISA
1233 #ifdef DEV_ATPIC
1234         elcr_probe();
1235         atpic_startup();
1236 #else
1237         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1238         atpic_reset();
1239
1240         /*
1241          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1242          * interrupt handler.
1243          */
1244         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1245         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1246 #endif
1247 #else
1248 #error "have you forgotten the isa device?";
1249 #endif
1250
1251         kdb_init();
1252
1253 #ifdef KDB
1254         if (boothowto & RB_KDB)
1255                 kdb_enter("Boot flags requested debugger");
1256 #endif
1257
1258         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1259         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1260
1261         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1262         common_tss[0].tss_rsp0 = thread0.td_kstack + \
1263             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb);
1264         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1265         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1266         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1267
1268         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1269         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1270
1271         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1272         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss);
1273
1274         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1275         ltr(gsel_tss);
1276
1277         /* Set up the fast syscall stuff */
1278         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1279         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1280         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1281         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1282         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1283               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1284         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1285         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1286
1287         getmemsize(kmdp, physfree);
1288         init_param2(physmem);
1289
1290         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1291
1292         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1293         fpuinit();
1294
1295         /* transfer to user mode */
1296
1297         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1298         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1299         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1300
1301         /* setup proc 0's pcb */
1302         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0; /* XXXKSE */
1303         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1304         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1305
1306         env = getenv("kernelname");
1307         if (env != NULL)
1308                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1309
1310         /* Location of kernel stack for locore */
1311         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1312 }
1313
1314 void
1315 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1316 {
1317
1318         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1319 }
1320
1321 void
1322 spinlock_enter(void)
1323 {
1324         struct thread *td;
1325
1326         td = curthread;
1327         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1328                 td->td_md.md_saved_flags = intr_disable();
1329         td->td_md.md_spinlock_count++;
1330         critical_enter();
1331 }
1332
1333 void
1334 spinlock_exit(void)
1335 {
1336         struct thread *td;
1337
1338         td = curthread;
1339         critical_exit();
1340         td->td_md.md_spinlock_count--;
1341         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1342                 intr_restore(td->td_md.md_saved_flags);
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1347  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1348  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1349  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1350  * enough for a backtrace.
1351  */
1352 void
1353 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1354 {
1355
1356         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1357         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1358         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1359         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1360         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1361         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1362         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1363         pcb->pcb_rsp = (ISPL(tf->tf_cs)) ? tf->tf_rsp : (long)(tf + 1) - 8;
1364 }
1365
1366 int
1367 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1368 {
1369         td->td_frame->tf_rip = addr;
1370         return (0);
1371 }
1372
1373 int
1374 ptrace_single_step(struct thread *td)
1375 {
1376         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1377         return (0);
1378 }
1379
1380 int
1381 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1382 {
1383         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1384         return (0);
1385 }
1386
1387 int
1388 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1389 {
1390         struct trapframe *tp;
1391
1392         tp = td->td_frame;
1393         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1394         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1395         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1396         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1397         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1398         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1399         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1400         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1401         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1402         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1403         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1404         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1405         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1406         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1407         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1408         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1409         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1410         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1411         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1412         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1413         return (0);
1414 }
1415
1416 int
1417 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1418 {
1419         struct trapframe *tp;
1420         register_t rflags;
1421
1422         tp = td->td_frame;
1423         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
1424         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
1425                 return (EINVAL);
1426         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
1427         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
1428         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
1429         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
1430         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
1431         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
1432         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
1433         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
1434         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
1435         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
1436         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
1437         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
1438         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
1439         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
1440         tp->tf_rax = regs->r_rax;
1441         tp->tf_rip = regs->r_rip;
1442         tp->tf_cs = regs->r_cs;
1443         tp->tf_rflags = rflags;
1444         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
1445         tp->tf_ss = regs->r_ss;
1446         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1447         return (0);
1448 }
1449
1450 /* XXX check all this stuff! */
1451 /* externalize from sv_xmm */
1452 static void
1453 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
1454 {
1455         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1456         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1457         int i;
1458
1459         /* pcb -> fpregs */
1460         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
1461
1462         /* FPU control/status */
1463         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1464         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1465         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1466         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1467         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
1468         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
1469         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
1470         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
1471
1472         /* FPU registers */
1473         for (i = 0; i < 8; ++i)
1474                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
1475
1476         /* SSE registers */
1477         for (i = 0; i < 16; ++i)
1478                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
1479 }
1480
1481 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
1482 static void
1483 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
1484 {
1485         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1486         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1487         int i;
1488
1489         /* fpregs -> pcb */
1490         /* FPU control/status */
1491         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
1492         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
1493         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
1494         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
1495         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
1496         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
1497         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
1498         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
1499
1500         /* FPU registers */
1501         for (i = 0; i < 8; ++i)
1502                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
1503
1504         /* SSE registers */
1505         for (i = 0; i < 16; ++i)
1506                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
1507 }
1508
1509 /* externalize from td->pcb */
1510 int
1511 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1512 {
1513
1514         fill_fpregs_xmm(&td->td_pcb->pcb_save, fpregs);
1515         return (0);
1516 }
1517
1518 /* internalize to td->pcb */
1519 int
1520 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1521 {
1522
1523         set_fpregs_xmm(fpregs, &td->td_pcb->pcb_save);
1524         return (0);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Get machine context.
1529  */
1530 int
1531 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
1532 {
1533         struct trapframe *tp;
1534
1535         tp = td->td_frame;
1536         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
1537         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
1538         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
1539         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
1540         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
1541         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
1542         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
1543         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
1544         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
1545         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
1546         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
1547         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
1548         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
1549         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
1550         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
1551         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
1552         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
1553         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
1554                 mcp->mc_rax = 0;
1555                 mcp->mc_rdx = 0;
1556                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
1557         } else {
1558                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
1559                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
1560         }
1561         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
1562         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
1563         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
1564         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
1565         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
1566         get_fpcontext(td, mcp);
1567         return (0);
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Set machine context.
1572  *
1573  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
1574  * touch the cs selector.
1575  */
1576 int
1577 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
1578 {
1579         struct trapframe *tp;
1580         long rflags;
1581         int ret;
1582
1583         tp = td->td_frame;
1584         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp))
1585                 return (EINVAL);
1586         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
1587             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
1588         ret = set_fpcontext(td, mcp);
1589         if (ret != 0)
1590                 return (ret);
1591         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
1592         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
1593         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
1594         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
1595         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
1596         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
1597         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
1598         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
1599         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
1600         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
1601         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
1602         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
1603         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
1604         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
1605         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
1606         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
1607         tp->tf_rflags = rflags;
1608         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
1609         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
1610         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1611         return (0);
1612 }
1613
1614 static void
1615 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
1616 {
1617
1618         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td, (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate);
1619         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
1620 }
1621
1622 static int
1623 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
1624 {
1625         struct savefpu *fpstate;
1626
1627         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
1628                 return (0);
1629         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
1630                 return (EINVAL);
1631         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE)
1632                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
1633                 fpstate_drop(td);
1634         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
1635             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
1636                 /*
1637                  * XXX we violate the dubious requirement that fpusetregs()
1638                  * be called with interrupts disabled.
1639                  * XXX obsolete on trap-16 systems?
1640                  */
1641                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
1642                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
1643                 fpusetregs(td, fpstate);
1644         } else
1645                 return (EINVAL);
1646         return (0);
1647 }
1648
1649 void
1650 fpstate_drop(struct thread *td)
1651 {
1652         register_t s;
1653
1654         s = intr_disable();
1655         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
1656                 fpudrop();
1657         /*
1658          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
1659          * owned it.
1660          *
1661          * XXX I don't much like fpugetregs()'s semantics of doing a full
1662          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
1663          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
1664          * sendsig() is the only caller of fpugetregs()... perhaps we just
1665          * have too many layers.
1666          */
1667         curthread->td_pcb->pcb_flags &= ~PCB_FPUINITDONE;
1668         intr_restore(s);
1669 }
1670
1671 int
1672 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
1673 {
1674         struct pcb *pcb;
1675
1676         if (td == NULL) {
1677                 dbregs->dr[0] = rdr0();
1678                 dbregs->dr[1] = rdr1();
1679                 dbregs->dr[2] = rdr2();
1680                 dbregs->dr[3] = rdr3();
1681                 dbregs->dr[6] = rdr6();
1682                 dbregs->dr[7] = rdr7();
1683         } else {
1684                 pcb = td->td_pcb;
1685                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
1686                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
1687                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
1688                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
1689                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
1690                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
1691         }
1692         dbregs->dr[4] = 0;
1693         dbregs->dr[5] = 0;
1694         dbregs->dr[8] = 0;
1695         dbregs->dr[9] = 0;
1696         dbregs->dr[10] = 0;
1697         dbregs->dr[11] = 0;
1698         dbregs->dr[12] = 0;
1699         dbregs->dr[13] = 0;
1700         dbregs->dr[14] = 0;
1701         dbregs->dr[15] = 0;
1702         return (0);
1703 }
1704
1705 int
1706 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
1707 {
1708         struct pcb *pcb;
1709         int i;
1710
1711         if (td == NULL) {
1712                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
1713                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
1714                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
1715                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
1716                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
1717                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
1718         } else {
1719                 /*
1720                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
1721                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
1722                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
1723                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
1724                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
1725                  */
1726                 for (i = 0; i < 4; i++) {
1727                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
1728                                 return (EINVAL);
1729                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
1730                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
1731                                 return (EINVAL);
1732                 }
1733                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
1734                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
1735                         return (EINVAL);
1736
1737                 pcb = td->td_pcb;
1738
1739                 /*
1740                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
1741                  * process's address space.  If a process could do this, it
1742                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
1743                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
1744                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
1745                  * process's address space.
1746                  *
1747                  * XXX - what about when the watched area of the user's
1748                  * address space is written into from within the kernel
1749                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
1750                  * from within kernel mode?
1751                  */
1752
1753                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
1754                         /* dr0 is enabled */
1755                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1756                                 return (EINVAL);
1757                 }
1758                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
1759                         /* dr1 is enabled */
1760                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1761                                 return (EINVAL);
1762                 }
1763                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
1764                         /* dr2 is enabled */
1765                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1766                                 return (EINVAL);
1767                 }
1768                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
1769                         /* dr3 is enabled */
1770                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1771                                 return (EINVAL);
1772                 }
1773
1774                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
1775                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
1776                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
1777                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
1778                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
1779                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
1780
1781                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
1782         }
1783
1784         return (0);
1785 }
1786
1787 void
1788 reset_dbregs(void)
1789 {
1790
1791         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
1792         load_dr0(0);
1793         load_dr1(0);
1794         load_dr2(0);
1795         load_dr3(0);
1796         load_dr6(0);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1801  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1802  */
1803 int
1804 user_dbreg_trap(void)
1805 {
1806         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1807         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1808         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1809         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1810         int i;
1811
1812         dr7 = rdr7();
1813         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1814                 /*
1815                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1816                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1817                  * hardware debug registers
1818                  */
1819                 return 0;
1820         }
1821
1822         nbp = 0;
1823         dr6 = rdr6();
1824         bp = dr6 & 0x0000000f;
1825
1826         if (!bp) {
1827                 /*
1828                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1829                  * trap was not caused by any of the debug registers
1830                  */
1831                 return 0;
1832         }
1833
1834         /*
1835          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1836          * which ones and if any of them are user space addresses
1837          */
1838
1839         if (bp & 0x01) {
1840                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1841         }
1842         if (bp & 0x02) {
1843                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1844         }
1845         if (bp & 0x04) {
1846                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1847         }
1848         if (bp & 0x08) {
1849                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1850         }
1851
1852         for (i = 0; i < nbp; i++) {
1853                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
1854                         /*
1855                          * addr[i] is in user space
1856                          */
1857                         return nbp;
1858                 }
1859         }
1860
1861         /*
1862          * None of the breakpoints are in user space.
1863          */
1864         return 0;
1865 }
1866
1867 #ifdef KDB
1868
1869 /*
1870  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
1871  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
1872  * called from the debugger.
1873  *
1874  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
1875  */
1876
1877 #undef inb
1878 #undef outb
1879
1880 /* silence compiler warnings */
1881 u_char inb(u_int);
1882 void outb(u_int, u_char);
1883
1884 u_char
1885 inb(u_int port)
1886 {
1887         u_char  data;
1888         /*
1889          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
1890          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
1891          * if we tell it to load (u_short) port.
1892          */
1893         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
1894         return (data);
1895 }
1896
1897 void
1898 outb(u_int port, u_char data)
1899 {
1900         u_char  al;
1901         /*
1902          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
1903          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
1904          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
1905          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
1906          */
1907         al = data;
1908         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
1909 }
1910
1911 #endif /* KDB */