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 /* Intel ICH registers */
 159 #define ICH_PMBASE      0x400
 160 #define ICH_SMI_EN      ICH_PMBASE + 0x30
 161
 162 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 163
 164 int cold = 1;
 165
 166 long Maxmem = 0;
 167 long realmem = 0;
 168
 169 /*
 170  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 171  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 172  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 173  * PHYSSEG entries.
 174  */
 175 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 176
 177 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 178 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 179
 180 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 181 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 182 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 183
 184 struct kva_md_info kmi;
 185
 186 static struct trapframe proc0_tf;
 187 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 188
 189 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
 190
 191 struct mtx icu_lock;
 192
 193 struct mem_range_softc mem_range_softc;
 194
 195 static void
 196 cpu_startup(dummy)
 197         void *dummy;
 198 {
 199         char *sysenv;
 200
 201         /*
 202          * On MacBooks, we need to disallow the legacy USB circuit to
 203          * generate an SMI# because this can cause several problems,
 204          * namely: incorrect CPU frequency detection and failure to
 205          * start the APs.
 206          * We do this by disabling a bit in the SMI_EN (SMI Control and
 207          * Enable register) of the Intel ICH LPC Interface Bridge.
 208          */
 209         sysenv = getenv("smbios.system.product");
 210         if (sysenv != NULL) {
 211                 if (strncmp(sysenv, "MacBook", 7) == 0) {
 212                         if (bootverbose)
 213                                 printf("Disabling LEGACY_USB_EN bit on "
 214                                     "Intel ICH.\n");
 215                         outl(ICH_SMI_EN, inl(ICH_SMI_EN) & ~0x8);
 216                 }
 217                 freeenv(sysenv);
 218         }
 219
 220         /*
 221          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 222          */
 223         startrtclock();
 224         printcpuinfo();
 225         panicifcpuunsupported();
 226 #ifdef PERFMON
 227         perfmon_init();
 228 #endif
 229         printf("usable memory = %ju (%ju MB)\n", ptoa((uintmax_t)physmem),
 230             ptoa((uintmax_t)physmem) / 1048576);
 231         realmem = Maxmem;
 232         /*
 233          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 234          */
 235         if (bootverbose) {
 236                 int indx;
 237
 238                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
 239                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 240                         vm_paddr_t size;
 241
 242                         size = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 243                         printf(
 244                             "0x%016jx - 0x%016jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 245                             (uintmax_t)phys_avail[indx],
 246                             (uintmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 247                             (uintmax_t)size, (uintmax_t)size / PAGE_SIZE);
 248                 }
 249         }
 250
 251         vm_ksubmap_init(&kmi);
 252
 253         printf("avail memory  = %ju (%ju MB)\n",
 254             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count),
 255             ptoa((uintmax_t)cnt.v_free_count) / 1048576);
 256
 257         /*
 258          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 259          */
 260         bufinit();
 261         vm_pager_bufferinit();
 262
 263         cpu_setregs();
 264 }
 265
 266 /*
 267  * Send an interrupt to process.
 268  *
 269  * Stack is set up to allow sigcode stored
 270  * at top to call routine, followed by kcall
 271  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 272  * resets the signal mask, the stack, and the
 273  * frame pointer, it returns to the user
 274  * specified pc, psl.
 275  */
 276 void
 277 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 278 {
 279         struct sigframe sf, *sfp;
 280         struct proc *p;
 281         struct thread *td;
 282         struct sigacts *psp;
 283         char *sp;
 284         struct trapframe *regs;
 285         int sig;
 286         int oonstack;
 287
 288         td = curthread;
 289         p = td->td_proc;
 290         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 291         sig = ksi->ksi_signo;
 292         psp = p->p_sigacts;
 293         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 294         regs = td->td_frame;
 295         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 296
 297         /* Save user context. */
 298         bzero(&sf, sizeof(sf));
 299         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 300         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 301         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 302             ? ((oonstack) ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 303         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 304         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(*regs));
 305         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); /* magic */
 306         get_fpcontext(td, &sf.sf_uc.uc_mcontext);
 307         fpstate_drop(td);
 308
 309         /* Allocate space for the signal handler context. */
 310         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 311             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 312                 sp = td->td_sigstk.ss_sp +
 313                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe);
 314 #if defined(COMPAT_43)
 315                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 316 #endif
 317         } else
 318                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 319         /* Align to 16 bytes. */
 320         sfp = (struct sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 321
 322         /* Translate the signal if appropriate. */
 323         if (p->p_sysent->sv_sigtbl && sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 324                 sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 325
 326         /* Build the argument list for the signal handler. */
 327         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 328         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 329         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 330                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 331                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 332                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 333
 334                 /* Fill in POSIX parts */
 335                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 336                 sf.sf_si.si_signo = sig; /* maybe a translated signal */
 337                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 338         } else {
 339                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 340                 regs->tf_rsi = ksi->ksi_code;   /* arg 2 in %rsi */
 341                 regs->tf_rcx = (register_t)ksi->ksi_addr; /* arg 4 in %rcx */
 342                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 343         }
 344         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 345         PROC_UNLOCK(p);
 346
 347         /*
 348          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 349          */
 350         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
 351 #ifdef DEBUG
 352                 printf("process %ld has trashed its stack\n", (long)p->p_pid);
 353 #endif
 354                 PROC_LOCK(p);
 355                 sigexit(td, SIGILL);
 356         }
 357
 358         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 359         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 360         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 361         regs->tf_cs = _ucodesel;
 362         PROC_LOCK(p);
 363         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 364 }
 365
 366 /*
 367  * System call to cleanup state after a signal
 368  * has been taken.  Reset signal mask and
 369  * stack state from context left by sendsig (above).
 370  * Return to previous pc and psl as specified by
 371  * context left by sendsig. Check carefully to
 372  * make sure that the user has not modified the
 373  * state to gain improper privileges.
 374  *
 375  * MPSAFE
 376  */
 377 int
 378 sigreturn(td, uap)
 379         struct thread *td;
 380         struct sigreturn_args /* {
 381                 const struct __ucontext *sigcntxp;
 382         } */ *uap;
 383 {
 384         ucontext_t uc;
 385         struct proc *p = td->td_proc;
 386         struct trapframe *regs;
 387         const ucontext_t *ucp;
 388         long rflags;
 389         int cs, error, ret;
 390         ksiginfo_t ksi;
 391
 392         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 393         if (error != 0)
 394                 return (error);
 395         ucp = &uc;
 396         regs = td->td_frame;
 397         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 398         /*
 399          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 400          */
 401         /*
 402          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 403          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 404          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 405          * the signal context during signal handling and there is no
 406          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 407          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 408          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 409          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 410          */
 411         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 412                 printf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", rflags);
 413                 return (EINVAL);
 414         }
 415
 416         /*
 417          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 418          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 419          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 420          */
 421         cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 422         if (!CS_SECURE(cs)) {
 423                 printf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 424                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 425                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 426                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 427                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 428                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 429                 trapsignal(td, &ksi);
 430                 return (EINVAL);
 431         }
 432
 433         ret = set_fpcontext(td, &ucp->uc_mcontext);
 434         if (ret != 0)
 435                 return (ret);
 436         bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(*regs));
 437
 438         PROC_LOCK(p);
 439 #if defined(COMPAT_43)
 440         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 441                 td->td_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 442         else
 443                 td->td_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 444 #endif
 445
 446         td->td_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 447         SIG_CANTMASK(td->td_sigmask);
 448         signotify(td);
 449         PROC_UNLOCK(p);
 450         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
 451         return (EJUSTRETURN);
 452 }
 453
 454 #ifdef COMPAT_FREEBSD4
 455 int
 456 freebsd4_sigreturn(struct thread *td, struct freebsd4_sigreturn_args *uap)
 457 {
 458
 459         return sigreturn(td, (struct sigreturn_args *)uap);
 460 }
 461 #endif
 462
 463
 464 /*
 465  * Machine dependent boot() routine
 466  *
 467  * I haven't seen anything to put here yet
 468  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 469  */
 470 void
 471 cpu_boot(int howto)
 472 {
 473 }
 474
 475 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
 476 int
 477 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
 478 {
 479         register_t reg;
 480         uint64_t tsc1, tsc2;
 481
 482         if (pcpu_find(cpu_id) == NULL || rate == NULL)
 483                 return (EINVAL);
 484
 485         /* If we're booting, trust the rate calibrated moments ago. */
 486         if (cold) {
 487                 *rate = tsc_freq;
 488                 return (0);
 489         }
 490
 491 #ifdef SMP
 492         /* Schedule ourselves on the indicated cpu. */
 493         thread_lock(curthread);
 494         sched_bind(curthread, cpu_id);
 495         thread_unlock(curthread);
 496 #endif
 497
 498         /* Calibrate by measuring a short delay. */
 499         reg = intr_disable();
 500         tsc1 = rdtsc();
 501         DELAY(1000);
 502         tsc2 = rdtsc();
 503         intr_restore(reg);
 504
 505 #ifdef SMP
 506         thread_lock(curthread);
 507         sched_unbind(curthread);
 508         thread_unlock(curthread);
 509 #endif
 510
 511         /*
 512          * Calculate the difference in readings, convert to Mhz, and
 513          * subtract 0.5% of the total.  Empirical testing has shown that
 514          * overhead in DELAY() works out to approximately this value.
 515          */
 516         tsc2 -= tsc1;
 517         *rate = tsc2 * 1000 - tsc2 * 5;
 518         return (0);
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Shutdown the CPU as much as possible
 523  */
 524 void
 525 cpu_halt(void)
 526 {
 527         for (;;)
 528                 __asm__ ("hlt");
 529 }
 530
 531 /*
 532  * Hook to idle the CPU when possible.  In the SMP case we default to
 533  * off because a halted cpu will not currently pick up a new thread in the
 534  * run queue until the next timer tick.  If turned on this will result in
 535  * approximately a 4.2% loss in real time performance in buildworld tests
 536  * (but improves user and sys times oddly enough), and saves approximately
 537  * 5% in power consumption on an idle machine (tests w/2xCPU 1.1GHz P3).
 538  *
 539  * XXX we need to have a cpu mask of idle cpus and generate an IPI or
 540  * otherwise generate some sort of interrupt to wake up cpus sitting in HLT.
 541  * Then we can have our cake and eat it too.
 542  *
 543  * XXX I'm turning it on for SMP as well by default for now.  It seems to
 544  * help lock contention somewhat, and this is critical for HTT. -Peter
 545  */
 546 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 547 TUNABLE_INT("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
 548 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 549     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 550
 551 static void
 552 cpu_idle_default(void)
 553 {
 554         /*
 555          * we must absolutely guarentee that hlt is the
 556          * absolute next instruction after sti or we
 557          * introduce a timing window.
 558          */
 559         __asm __volatile("sti; hlt");
 560 }
 561
 562 /*
 563  * Note that we have to be careful here to avoid a race between checking
 564  * sched_runnable() and actually halting.  If we don't do this, we may waste
 565  * the time between calling hlt and the next interrupt even though there
 566  * is a runnable process.
 567  */
 568 void
 569 cpu_idle(void)
 570 {
 571
 572 #ifdef SMP
 573         if (mp_grab_cpu_hlt())
 574                 return;
 575 #endif
 576         if (cpu_idle_hlt) {
 577                 disable_intr();
 578                 if (sched_runnable())
 579                         enable_intr();
 580                 else
 581                         (*cpu_idle_hook)();
 582         }
 583 }
 584
 585 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 586 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default;
 587
 588 /*
 589  * Reset registers to default values on exec.
 590  */
 591 void
 592 exec_setregs(td, entry, stack, ps_strings)
 593         struct thread *td;
 594         u_long entry;
 595         u_long stack;
 596         u_long ps_strings;
 597 {
 598         struct trapframe *regs = td->td_frame;
 599         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 600
 601         critical_enter();
 602         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);
 603         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);  /* User value while we're in the kernel */
 604         pcb->pcb_fsbase = 0;
 605         pcb->pcb_gsbase = 0;
 606         critical_exit();
 607         pcb->pcb_flags &= ~(PCB_32BIT | PCB_GS32BIT);
 608         load_ds(_udatasel);
 609         load_es(_udatasel);
 610         load_fs(_udatasel);
 611         load_gs(_udatasel);
 612         pcb->pcb_ds = _udatasel;
 613         pcb->pcb_es = _udatasel;
 614         pcb->pcb_fs = _udatasel;
 615         pcb->pcb_gs = _udatasel;
 616         pcb->pcb_initial_fpucw = __INITIAL_FPUCW__;
 617
 618         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 619         regs->tf_rip = entry;
 620         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8;
 621         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 622         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 623         regs->tf_ss = _udatasel;
 624         regs->tf_cs = _ucodesel;
 625
 626         /*
 627          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 628          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 629          */
 630         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 631                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 632                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 633                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 634                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 635                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 636                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 637                 if (pcb == PCPU_GET(curpcb)) {
 638                         /*
 639                          * Clear the debug registers on the running
 640                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 641                          * the next process we switch to.
 642                          */
 643                         reset_dbregs();
 644                 }
 645                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 646         }
 647
 648         /*
 649          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 650          * clean FP state if it uses the FPU again.
 651          */
 652         fpstate_drop(td);
 653 }
 654
 655 void
 656 cpu_setregs(void)
 657 {
 658         register_t cr0;
 659
 660         cr0 = rcr0();
 661         /*
 662          * CR0_MP, CR0_NE and CR0_TS are also set by npx_probe() for the
 663          * BSP.  See the comments there about why we set them.
 664          */
 665         cr0 |= CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS | CR0_WP | CR0_AM;
 666         load_cr0(cr0);
 667 }
 668
 669 /*
 670  * Initialize amd64 and configure to run kernel
 671  */
 672
 673 /*
 674  * Initialize segments & interrupt table
 675  */
 676
 677 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];/* global descriptor tables */
 678 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
 679 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
 680
 681 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
 682
 683 struct amd64tss common_tss[MAXCPU];
 684
 685 /* software prototypes -- in more palatable form */
 686 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
 687 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
 688 {       0x0,                    /* segment base address  */
 689         0x0,                    /* length */
 690         0,                      /* segment type */
 691         0,                      /* segment descriptor priority level */
 692         0,                      /* segment descriptor present */
 693         0,                      /* long */
 694         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 695         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 696 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
 697 {       0x0,                    /* segment base address  */
 698         0xfffff,                /* length - all address space */
 699         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 700         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 701         1,                      /* segment descriptor present */
 702         1,                      /* long */
 703         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 704         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 705 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
 706 {       0x0,                    /* segment base address  */
 707         0xfffff,                /* length - all address space */
 708         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 709         SEL_KPL,                /* 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 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
 715 {       0x0,                    /* segment base address  */
 716         0xfffff,                /* length - all address space */
 717         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 718         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 719         1,                      /* segment descriptor present */
 720         0,                      /* long */
 721         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 722         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 723 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
 724 {       0x0,                    /* segment base address  */
 725         0xfffff,                /* length - all address space */
 726         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 727         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 728         1,                      /* segment descriptor present */
 729         0,                      /* long */
 730         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 731         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 732 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
 733 {       0x0,                    /* segment base address  */
 734         0xfffff,                /* length - all address space */
 735         SDT_MEMERA,             /* segment type */
 736         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 737         1,                      /* segment descriptor present */
 738         1,                      /* long */
 739         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 740         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 741 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
 742 {
 743         0x0,                    /* segment base address */
 744         sizeof(struct amd64tss)-1,/* length */
 745         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
 746         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
 747         1,                      /* segment descriptor present */
 748         0,                      /* long */
 749         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
 750         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 751 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
 752 {       0x0,                    /* segment base address  */
 753         0x0,                    /* length */
 754         0,                      /* segment type */
 755         0,                      /* segment descriptor priority level */
 756         0,                      /* segment descriptor present */
 757         0,                      /* long */
 758         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 759         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 760 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
 761 {       0x0,                    /* segment base address  */
 762         0xfffff,                /* length - all address space */
 763         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
 764         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
 765         1,                      /* segment descriptor present */
 766         0,                      /* long */
 767         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
 768         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
 769 };
 770
 771 void
 772 setidt(idx, func, typ, dpl, ist)
 773         int idx;
 774         inthand_t *func;
 775         int typ;
 776         int dpl;
 777         int ist;
 778 {
 779         struct gate_descriptor *ip;
 780
 781         ip = idt + idx;
 782         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
 783         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
 784         ip->gd_ist = ist;
 785         ip->gd_xx = 0;
 786         ip->gd_type = typ;
 787         ip->gd_dpl = dpl;
 788         ip->gd_p = 1;
 789         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
 790 }
 791
 792 extern inthand_t
 793         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 794         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 795         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 796         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 797         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
 798         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
 799
 800 void
 801 sdtossd(sd, ssd)
 802         struct user_segment_descriptor *sd;
 803         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 804 {
 805
 806         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
 807         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
 808         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
 809         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
 810         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
 811         ssd->ssd_long  = sd->sd_long;
 812         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
 813         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
 814 }
 815
 816 void
 817 ssdtosd(ssd, sd)
 818         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 819         struct user_segment_descriptor *sd;
 820 {
 821
 822         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
 823         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
 824         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
 825         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
 826         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
 827         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
 828         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
 829         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
 830         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
 831         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
 832 }
 833
 834 void
 835 ssdtosyssd(ssd, sd)
 836         struct soft_segment_descriptor *ssd;
 837         struct system_segment_descriptor *sd;
 838 {
 839
 840         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
 841         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
 842         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
 843         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
 844         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
 845         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
 846         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
 847         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
 848 }
 849
 850 #if !defined(DEV_ATPIC) && defined(DEV_ISA)
 851 #include <isa/isavar.h>
 852 u_int
 853 isa_irq_pending(void)
 854 {
 855
 856         return (0);
 857 }
 858 #endif
 859
 860 u_int basemem;
 861
 862 /*
 863  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
 864  * available physical memory in the system, then test this memory and
 865  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
 866  *
 867  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
 868  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
 869  *
 870  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
 871  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
 872  *
 873  * XXX first should be vm_paddr_t.
 874  */
 875 static void
 876 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
 877 {
 878         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
 879         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
 880         u_long physmem_tunable;
 881         pt_entry_t *pte;
 882         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
 883         u_int32_t smapsize;
 884         quad_t dcons_addr, dcons_size;
 885
 886         bzero(physmap, sizeof(physmap));
 887         basemem = 0;
 888         physmap_idx = 0;
 889
 890         /*
 891          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
 892          *
 893          * subr_module.c says:
 894          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
 895          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
 896          */
 897         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
 898             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
 899         if (smapbase == NULL)
 900                 panic("No BIOS smap info from loader!");
 901
 902         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
 903         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
 904
 905         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
 906                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
 907                         printf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
 908                             smap->type, smap->base, smap->length);
 909
 910                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
 911                         continue;
 912
 913                 if (smap->length == 0)
 914                         continue;
 915
 916                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
 917                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
 918                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
 919                                         printf(
 920         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
 921                                 continue;
 922                         }
 923                 }
 924
 925                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
 926                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
 927                         continue;
 928                 }
 929
 930                 physmap_idx += 2;
 931                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
 932                         printf(
 933                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
 934                         break;
 935                 }
 936                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
 937                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
 938         }
 939
 940         /*
 941          * Find the 'base memory' segment for SMP
 942          */
 943         basemem = 0;
 944         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
 945                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
 946                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
 947                         break;
 948                 }
 949         }
 950         if (basemem == 0)
 951                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
 952
 953 #ifdef SMP
 954         /* make hole for AP bootstrap code */
 955         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
 956 #endif
 957
 958         /*
 959          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
 960          * highest page of the physical address space.  It should be
 961          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
 962          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
 963          */
 964         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
 965
 966 #ifdef MAXMEM
 967         Maxmem = MAXMEM / 4;
 968 #endif
 969
 970         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
 971                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
 972
 973         /*
 974          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
 975          * in the system.
 976          */
 977         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
 978                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
 979
 980         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
 981             (boothowto & RB_VERBOSE))
 982                 printf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
 983
 984         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
 985         pmap_bootstrap(&first);
 986
 987         /*
 988          * Size up each available chunk of physical memory.
 989          */
 990         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
 991         pa_indx = 0;
 992         da_indx = 1;
 993         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
 994         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
 995         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
 996         pte = CMAP1;
 997
 998         /*
 999          * Get dcons buffer address
1000          */
1001         if (getenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1002             getenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1003                 dcons_addr = 0;
1004
1005         /*
1006          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1007          * round up the start address and round down the end address.
1008          */
1009         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1010                 vm_paddr_t end;
1011
1012                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1013                 if (physmap[i + 1] < end)
1014                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1015                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1016                         int tmp, page_bad, full;
1017                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1018
1019                         full = FALSE;
1020                         /*
1021                          * block out kernel memory as not available.
1022                          */
1023                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1024                                 goto do_dump_avail;
1025
1026                         /*
1027                          * block out dcons buffer
1028                          */
1029                         if (dcons_addr > 0
1030                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1031                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1032                                 goto do_dump_avail;
1033
1034                         page_bad = FALSE;
1035
1036                         /*
1037                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1038                          */
1039                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1040                         invltlb();
1041
1042                         tmp = *(int *)ptr;
1043                         /*
1044                          * Test for alternating 1's and 0's
1045                          */
1046                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1047                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1048                                 page_bad = TRUE;
1049                         /*
1050                          * Test for alternating 0's and 1's
1051                          */
1052                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1053                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1054                                 page_bad = TRUE;
1055                         /*
1056                          * Test for all 1's
1057                          */
1058                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1059                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1060                                 page_bad = TRUE;
1061                         /*
1062                          * Test for all 0's
1063                          */
1064                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1065                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1066                                 page_bad = TRUE;
1067                         /*
1068                          * Restore original value.
1069                          */
1070                         *(int *)ptr = tmp;
1071
1072                         /*
1073                          * Adjust array of valid/good pages.
1074                          */
1075                         if (page_bad == TRUE)
1076                                 continue;
1077                         /*
1078                          * If this good page is a continuation of the
1079                          * previous set of good pages, then just increase
1080                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1081                          * Note that "end" points one higher than end,
1082                          * making the range >= start and < end.
1083                          * If we're also doing a speculative memory
1084                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1085                          * so that we keep going. The first bad page
1086                          * will terminate the loop.
1087                          */
1088                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1089                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1090                         } else {
1091                                 pa_indx++;
1092                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1093                                         printf(
1094                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1095                                         pa_indx--;
1096                                         full = TRUE;
1097                                         goto do_dump_avail;
1098                                 }
1099                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1100                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1101                         }
1102                         physmem++;
1103 do_dump_avail:
1104                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1105                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1106                         } else {
1107                                 da_indx++;
1108                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1109                                         da_indx--;
1110                                         goto do_next;
1111                                 }
1112                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1113                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1114                         }
1115 do_next:
1116                         if (full)
1117                                 break;
1118                 }
1119         }
1120         *pte = 0;
1121         invltlb();
1122
1123         /*
1124          * XXX
1125          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1126          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1127          * calculation, etc.).
1128          */
1129         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1130             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1131                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1132                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1133                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1134         }
1135
1136         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1137
1138         /* Trim off space for the message buffer. */
1139         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1140
1141         /* Map the message buffer. */
1142         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1143                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1144                     off);
1145 }
1146
1147 u_int64_t
1148 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1149 {
1150         caddr_t kmdp;
1151         int gsel_tss, x;
1152         struct pcpu *pc;
1153         u_int64_t msr;
1154         char *env;
1155
1156         thread0.td_kstack = physfree + KERNBASE;
1157         bzero((void *)thread0.td_kstack, KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE);
1158         physfree += KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1159         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
1160            (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
1161
1162         /*
1163          * This may be done better later if it gets more high level
1164          * components in it. If so just link td->td_proc here.
1165          */
1166         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
1167
1168         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + KERNBASE);
1169         preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1170         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1171         if (kmdp == NULL)
1172                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1173         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1174         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + KERNBASE;
1175 #ifdef DDB
1176         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1177         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1178 #endif
1179
1180         /* Init basic tunables, hz etc */
1181         init_param1();
1182
1183         /*
1184          * make gdt memory segments
1185          */
1186         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (uintptr_t)&common_tss[0];
1187
1188         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1189                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1190                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1191         }
1192         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1193             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1194
1195         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1196         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1197         lgdt(&r_gdt);
1198         pc = &__pcpu[0];
1199
1200         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1201         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)pc);
1202         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1203
1204         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
1205         PCPU_SET(prvspace, pc);
1206         PCPU_SET(curthread, &thread0);
1207         PCPU_SET(curpcb, thread0.td_pcb);
1208         PCPU_SET(tssp, &common_tss[0]);
1209         PCPU_SET(gs32p, &gdt[GUGS32_SEL]);
1210
1211         /*
1212          * Initialize mutexes.
1213          *
1214          * icu_lock: in order to allow an interrupt to occur in a critical
1215          *           section, to set pcpu->ipending (etc...) properly, we
1216          *           must be able to get the icu lock, so it can't be
1217          *           under witness.
1218          */
1219         mutex_init();
1220         mtx_init(&icu_lock, "icu", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOWITNESS);
1221
1222         /* exceptions */
1223         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1224                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1225         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1226         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1227         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1228         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1229         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1230         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1231         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1232         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1233         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1234         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1235         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1236         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1237         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1238         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1239         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1240         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1241         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1242         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1243         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1244
1245         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1246         r_idt.rd_base = (long) idt;
1247         lidt(&r_idt);
1248
1249         /*
1250          * Initialize the i8254 before the console so that console
1251          * initialization can use DELAY().
1252          */
1253         i8254_init();
1254
1255         /*
1256          * Initialize the console before we print anything out.
1257          */
1258         cninit();
1259
1260 #ifdef DEV_ISA
1261 #ifdef DEV_ATPIC
1262         elcr_probe();
1263         atpic_startup();
1264 #else
1265         /* Reset and mask the atpics and leave them shut down. */
1266         atpic_reset();
1267
1268         /*
1269          * Point the ICU spurious interrupt vectors at the APIC spurious
1270          * interrupt handler.
1271          */
1272         setidt(IDT_IO_INTS + 7, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1273         setidt(IDT_IO_INTS + 15, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1274 #endif
1275 #else
1276 #error "have you forgotten the isa device?";
1277 #endif
1278
1279         kdb_init();
1280
1281 #ifdef KDB
1282         if (boothowto & RB_KDB)
1283                 kdb_enter_why(KDB_WHY_BOOTFLAGS,
1284                     "Boot flags requested debugger");
1285 #endif
1286
1287         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1288         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1289
1290         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1291         common_tss[0].tss_rsp0 = thread0.td_kstack + \
1292             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb);
1293         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1294         common_tss[0].tss_rsp0 &= ~0xFul;
1295         PCPU_SET(rsp0, common_tss[0].tss_rsp0);
1296
1297         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1298         common_tss[0].tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1299
1300         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1301         common_tss[0].tss_iobase = sizeof(struct amd64tss);
1302
1303         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1304         ltr(gsel_tss);
1305
1306         /* Set up the fast syscall stuff */
1307         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1308         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1309         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1310         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1311         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1312               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1313         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1314         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1315
1316         getmemsize(kmdp, physfree);
1317         init_param2(physmem);
1318
1319         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1320
1321         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1322         fpuinit();
1323
1324         /* transfer to user mode */
1325
1326         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1327         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1328         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1329
1330         /* setup proc 0's pcb */
1331         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0; /* XXXKSE */
1332         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1333         thread0.td_frame = &proc0_tf;
1334
1335         env = getenv("kernelname");
1336         if (env != NULL)
1337                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1338
1339         /* Location of kernel stack for locore */
1340         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1341 }
1342
1343 void
1344 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
1345 {
1346
1347         pcpu->pc_acpi_id = 0xffffffff;
1348 }
1349
1350 void
1351 spinlock_enter(void)
1352 {
1353         struct thread *td;
1354
1355         td = curthread;
1356         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1357                 td->td_md.md_saved_flags = intr_disable();
1358         td->td_md.md_spinlock_count++;
1359         critical_enter();
1360 }
1361
1362 void
1363 spinlock_exit(void)
1364 {
1365         struct thread *td;
1366
1367         td = curthread;
1368         critical_exit();
1369         td->td_md.md_spinlock_count--;
1370         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
1371                 intr_restore(td->td_md.md_saved_flags);
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
1376  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
1377  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
1378  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
1379  * enough for a backtrace.
1380  */
1381 void
1382 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
1383 {
1384
1385         pcb->pcb_r12 = tf->tf_r12;
1386         pcb->pcb_r13 = tf->tf_r13;
1387         pcb->pcb_r14 = tf->tf_r14;
1388         pcb->pcb_r15 = tf->tf_r15;
1389         pcb->pcb_rbp = tf->tf_rbp;
1390         pcb->pcb_rbx = tf->tf_rbx;
1391         pcb->pcb_rip = tf->tf_rip;
1392         pcb->pcb_rsp = (ISPL(tf->tf_cs)) ? tf->tf_rsp : (long)(tf + 1) - 8;
1393 }
1394
1395 int
1396 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
1397 {
1398         td->td_frame->tf_rip = addr;
1399         return (0);
1400 }
1401
1402 int
1403 ptrace_single_step(struct thread *td)
1404 {
1405         td->td_frame->tf_rflags |= PSL_T;
1406         return (0);
1407 }
1408
1409 int
1410 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
1411 {
1412         td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1413         return (0);
1414 }
1415
1416 int
1417 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1418 {
1419         struct trapframe *tp;
1420
1421         tp = td->td_frame;
1422         regs->r_r15 = tp->tf_r15;
1423         regs->r_r14 = tp->tf_r14;
1424         regs->r_r13 = tp->tf_r13;
1425         regs->r_r12 = tp->tf_r12;
1426         regs->r_r11 = tp->tf_r11;
1427         regs->r_r10 = tp->tf_r10;
1428         regs->r_r9  = tp->tf_r9;
1429         regs->r_r8  = tp->tf_r8;
1430         regs->r_rdi = tp->tf_rdi;
1431         regs->r_rsi = tp->tf_rsi;
1432         regs->r_rbp = tp->tf_rbp;
1433         regs->r_rbx = tp->tf_rbx;
1434         regs->r_rdx = tp->tf_rdx;
1435         regs->r_rcx = tp->tf_rcx;
1436         regs->r_rax = tp->tf_rax;
1437         regs->r_rip = tp->tf_rip;
1438         regs->r_cs = tp->tf_cs;
1439         regs->r_rflags = tp->tf_rflags;
1440         regs->r_rsp = tp->tf_rsp;
1441         regs->r_ss = tp->tf_ss;
1442         return (0);
1443 }
1444
1445 int
1446 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
1447 {
1448         struct trapframe *tp;
1449         register_t rflags;
1450
1451         tp = td->td_frame;
1452         rflags = regs->r_rflags & 0xffffffff;
1453         if (!EFL_SECURE(rflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
1454                 return (EINVAL);
1455         tp->tf_r15 = regs->r_r15;
1456         tp->tf_r14 = regs->r_r14;
1457         tp->tf_r13 = regs->r_r13;
1458         tp->tf_r12 = regs->r_r12;
1459         tp->tf_r11 = regs->r_r11;
1460         tp->tf_r10 = regs->r_r10;
1461         tp->tf_r9  = regs->r_r9;
1462         tp->tf_r8  = regs->r_r8;
1463         tp->tf_rdi = regs->r_rdi;
1464         tp->tf_rsi = regs->r_rsi;
1465         tp->tf_rbp = regs->r_rbp;
1466         tp->tf_rbx = regs->r_rbx;
1467         tp->tf_rdx = regs->r_rdx;
1468         tp->tf_rcx = regs->r_rcx;
1469         tp->tf_rax = regs->r_rax;
1470         tp->tf_rip = regs->r_rip;
1471         tp->tf_cs = regs->r_cs;
1472         tp->tf_rflags = rflags;
1473         tp->tf_rsp = regs->r_rsp;
1474         tp->tf_ss = regs->r_ss;
1475         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1476         return (0);
1477 }
1478
1479 /* XXX check all this stuff! */
1480 /* externalize from sv_xmm */
1481 static void
1482 fill_fpregs_xmm(struct savefpu *sv_xmm, struct fpreg *fpregs)
1483 {
1484         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1485         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1486         int i;
1487
1488         /* pcb -> fpregs */
1489         bzero(fpregs, sizeof(*fpregs));
1490
1491         /* FPU control/status */
1492         penv_fpreg->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1493         penv_fpreg->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1494         penv_fpreg->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1495         penv_fpreg->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1496         penv_fpreg->en_rip = penv_xmm->en_rip;
1497         penv_fpreg->en_rdp = penv_xmm->en_rdp;
1498         penv_fpreg->en_mxcsr = penv_xmm->en_mxcsr;
1499         penv_fpreg->en_mxcsr_mask = penv_xmm->en_mxcsr_mask;
1500
1501         /* FPU registers */
1502         for (i = 0; i < 8; ++i)
1503                 bcopy(sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, fpregs->fpr_acc[i], 10);
1504
1505         /* SSE registers */
1506         for (i = 0; i < 16; ++i)
1507                 bcopy(sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, fpregs->fpr_xacc[i], 16);
1508 }
1509
1510 /* internalize from fpregs into sv_xmm */
1511 static void
1512 set_fpregs_xmm(struct fpreg *fpregs, struct savefpu *sv_xmm)
1513 {
1514         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1515         struct envxmm *penv_fpreg = (struct envxmm *)&fpregs->fpr_env;
1516         int i;
1517
1518         /* fpregs -> pcb */
1519         /* FPU control/status */
1520         penv_xmm->en_cw = penv_fpreg->en_cw;
1521         penv_xmm->en_sw = penv_fpreg->en_sw;
1522         penv_xmm->en_tw = penv_fpreg->en_tw;
1523         penv_xmm->en_opcode = penv_fpreg->en_opcode;
1524         penv_xmm->en_rip = penv_fpreg->en_rip;
1525         penv_xmm->en_rdp = penv_fpreg->en_rdp;
1526         penv_xmm->en_mxcsr = penv_fpreg->en_mxcsr;
1527         penv_xmm->en_mxcsr_mask = penv_fpreg->en_mxcsr_mask & cpu_mxcsr_mask;
1528
1529         /* FPU registers */
1530         for (i = 0; i < 8; ++i)
1531                 bcopy(fpregs->fpr_acc[i], sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc.fp_bytes, 10);
1532
1533         /* SSE registers */
1534         for (i = 0; i < 16; ++i)
1535                 bcopy(fpregs->fpr_xacc[i], sv_xmm->sv_xmm[i].xmm_bytes, 16);
1536 }
1537
1538 /* externalize from td->pcb */
1539 int
1540 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1541 {
1542
1543         fill_fpregs_xmm(&td->td_pcb->pcb_save, fpregs);
1544         return (0);
1545 }
1546
1547 /* internalize to td->pcb */
1548 int
1549 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
1550 {
1551
1552         set_fpregs_xmm(fpregs, &td->td_pcb->pcb_save);
1553         return (0);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Get machine context.
1558  */
1559 int
1560 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
1561 {
1562         struct trapframe *tp;
1563
1564         tp = td->td_frame;
1565         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
1566         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->tf_rsp);
1567         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
1568         mcp->mc_r15 = tp->tf_r15;
1569         mcp->mc_r14 = tp->tf_r14;
1570         mcp->mc_r13 = tp->tf_r13;
1571         mcp->mc_r12 = tp->tf_r12;
1572         mcp->mc_r11 = tp->tf_r11;
1573         mcp->mc_r10 = tp->tf_r10;
1574         mcp->mc_r9  = tp->tf_r9;
1575         mcp->mc_r8  = tp->tf_r8;
1576         mcp->mc_rdi = tp->tf_rdi;
1577         mcp->mc_rsi = tp->tf_rsi;
1578         mcp->mc_rbp = tp->tf_rbp;
1579         mcp->mc_rbx = tp->tf_rbx;
1580         mcp->mc_rcx = tp->tf_rcx;
1581         mcp->mc_rflags = tp->tf_rflags;
1582         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
1583                 mcp->mc_rax = 0;
1584                 mcp->mc_rdx = 0;
1585                 mcp->mc_rflags &= ~PSL_C;
1586         } else {
1587                 mcp->mc_rax = tp->tf_rax;
1588                 mcp->mc_rdx = tp->tf_rdx;
1589         }
1590         mcp->mc_rip = tp->tf_rip;
1591         mcp->mc_cs = tp->tf_cs;
1592         mcp->mc_rsp = tp->tf_rsp;
1593         mcp->mc_ss = tp->tf_ss;
1594         mcp->mc_len = sizeof(*mcp);
1595         get_fpcontext(td, mcp);
1596         return (0);
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Set machine context.
1601  *
1602  * However, we don't set any but the user modifiable flags, and we won't
1603  * touch the cs selector.
1604  */
1605 int
1606 set_mcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
1607 {
1608         struct trapframe *tp;
1609         long rflags;
1610         int ret;
1611
1612         tp = td->td_frame;
1613         if (mcp->mc_len != sizeof(*mcp))
1614                 return (EINVAL);
1615         rflags = (mcp->mc_rflags & PSL_USERCHANGE) |
1616             (tp->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE);
1617         ret = set_fpcontext(td, mcp);
1618         if (ret != 0)
1619                 return (ret);
1620         tp->tf_r15 = mcp->mc_r15;
1621         tp->tf_r14 = mcp->mc_r14;
1622         tp->tf_r13 = mcp->mc_r13;
1623         tp->tf_r12 = mcp->mc_r12;
1624         tp->tf_r11 = mcp->mc_r11;
1625         tp->tf_r10 = mcp->mc_r10;
1626         tp->tf_r9  = mcp->mc_r9;
1627         tp->tf_r8  = mcp->mc_r8;
1628         tp->tf_rdi = mcp->mc_rdi;
1629         tp->tf_rsi = mcp->mc_rsi;
1630         tp->tf_rbp = mcp->mc_rbp;
1631         tp->tf_rbx = mcp->mc_rbx;
1632         tp->tf_rdx = mcp->mc_rdx;
1633         tp->tf_rcx = mcp->mc_rcx;
1634         tp->tf_rax = mcp->mc_rax;
1635         tp->tf_rip = mcp->mc_rip;
1636         tp->tf_rflags = rflags;
1637         tp->tf_rsp = mcp->mc_rsp;
1638         tp->tf_ss = mcp->mc_ss;
1639         td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1640         return (0);
1641 }
1642
1643 static void
1644 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
1645 {
1646
1647         mcp->mc_ownedfp = fpugetregs(td, (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate);
1648         mcp->mc_fpformat = fpuformat();
1649 }
1650
1651 static int
1652 set_fpcontext(struct thread *td, const mcontext_t *mcp)
1653 {
1654         struct savefpu *fpstate;
1655
1656         if (mcp->mc_fpformat == _MC_FPFMT_NODEV)
1657                 return (0);
1658         else if (mcp->mc_fpformat != _MC_FPFMT_XMM)
1659                 return (EINVAL);
1660         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_NONE)
1661                 /* We don't care what state is left in the FPU or PCB. */
1662                 fpstate_drop(td);
1663         else if (mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_FPU ||
1664             mcp->mc_ownedfp == _MC_FPOWNED_PCB) {
1665                 /*
1666                  * XXX we violate the dubious requirement that fpusetregs()
1667                  * be called with interrupts disabled.
1668                  * XXX obsolete on trap-16 systems?
1669                  */
1670                 fpstate = (struct savefpu *)&mcp->mc_fpstate;
1671                 fpstate->sv_env.en_mxcsr &= cpu_mxcsr_mask;
1672                 fpusetregs(td, fpstate);
1673         } else
1674                 return (EINVAL);
1675         return (0);
1676 }
1677
1678 void
1679 fpstate_drop(struct thread *td)
1680 {
1681         register_t s;
1682
1683         s = intr_disable();
1684         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
1685                 fpudrop();
1686         /*
1687          * XXX force a full drop of the fpu.  The above only drops it if we
1688          * owned it.
1689          *
1690          * XXX I don't much like fpugetregs()'s semantics of doing a full
1691          * drop.  Dropping only to the pcb matches fnsave's behaviour.
1692          * We only need to drop to !PCB_INITDONE in sendsig().  But
1693          * sendsig() is the only caller of fpugetregs()... perhaps we just
1694          * have too many layers.
1695          */
1696         curthread->td_pcb->pcb_flags &= ~PCB_FPUINITDONE;
1697         intr_restore(s);
1698 }
1699
1700 int
1701 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
1702 {
1703         struct pcb *pcb;
1704
1705         if (td == NULL) {
1706                 dbregs->dr[0] = rdr0();
1707                 dbregs->dr[1] = rdr1();
1708                 dbregs->dr[2] = rdr2();
1709                 dbregs->dr[3] = rdr3();
1710                 dbregs->dr[6] = rdr6();
1711                 dbregs->dr[7] = rdr7();
1712         } else {
1713                 pcb = td->td_pcb;
1714                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
1715                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
1716                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
1717                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
1718                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
1719                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
1720         }
1721         dbregs->dr[4] = 0;
1722         dbregs->dr[5] = 0;
1723         dbregs->dr[8] = 0;
1724         dbregs->dr[9] = 0;
1725         dbregs->dr[10] = 0;
1726         dbregs->dr[11] = 0;
1727         dbregs->dr[12] = 0;
1728         dbregs->dr[13] = 0;
1729         dbregs->dr[14] = 0;
1730         dbregs->dr[15] = 0;
1731         return (0);
1732 }
1733
1734 int
1735 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *dbregs)
1736 {
1737         struct pcb *pcb;
1738         int i;
1739
1740         if (td == NULL) {
1741                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
1742                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
1743                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
1744                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
1745                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
1746                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
1747         } else {
1748                 /*
1749                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
1750                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
1751                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
1752                  * TRCTRAP or a general protection fault right here.
1753                  * Upper bits of dr6 and dr7 must not be set
1754                  */
1755                 for (i = 0; i < 4; i++) {
1756                         if (DBREG_DR7_ACCESS(dbregs->dr[7], i) == 0x02)
1757                                 return (EINVAL);
1758                         if (td->td_frame->tf_cs == _ucode32sel &&
1759                             DBREG_DR7_LEN(dbregs->dr[7], i) == DBREG_DR7_LEN_8)
1760                                 return (EINVAL);
1761                 }
1762                 if ((dbregs->dr[6] & 0xffffffff00000000ul) != 0 ||
1763                     (dbregs->dr[7] & 0xffffffff00000000ul) != 0)
1764                         return (EINVAL);
1765
1766                 pcb = td->td_pcb;
1767
1768                 /*
1769                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
1770                  * process's address space.  If a process could do this, it
1771                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
1772                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
1773                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
1774                  * process's address space.
1775                  *
1776                  * XXX - what about when the watched area of the user's
1777                  * address space is written into from within the kernel
1778                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
1779                  * from within kernel mode?
1780                  */
1781
1782                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 0)) {
1783                         /* dr0 is enabled */
1784                         if (dbregs->dr[0] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1785                                 return (EINVAL);
1786                 }
1787                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 1)) {
1788                         /* dr1 is enabled */
1789                         if (dbregs->dr[1] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1790                                 return (EINVAL);
1791                 }
1792                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 2)) {
1793                         /* dr2 is enabled */
1794                         if (dbregs->dr[2] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1795                                 return (EINVAL);
1796                 }
1797                 if (DBREG_DR7_ENABLED(dbregs->dr[7], 3)) {
1798                         /* dr3 is enabled */
1799                         if (dbregs->dr[3] >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1800                                 return (EINVAL);
1801                 }
1802
1803                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
1804                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
1805                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
1806                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
1807                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
1808                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
1809
1810                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
1811         }
1812
1813         return (0);
1814 }
1815
1816 void
1817 reset_dbregs(void)
1818 {
1819
1820         load_dr7(0);    /* Turn off the control bits first */
1821         load_dr0(0);
1822         load_dr1(0);
1823         load_dr2(0);
1824         load_dr3(0);
1825         load_dr6(0);
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1830  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1831  */
1832 int
1833 user_dbreg_trap(void)
1834 {
1835         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1836         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1837         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1838         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1839         int i;
1840
1841         dr7 = rdr7();
1842         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1843                 /*
1844                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1845                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1846                  * hardware debug registers
1847                  */
1848                 return 0;
1849         }
1850
1851         nbp = 0;
1852         dr6 = rdr6();
1853         bp = dr6 & 0x0000000f;
1854
1855         if (!bp) {
1856                 /*
1857                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1858                  * trap was not caused by any of the debug registers
1859                  */
1860                 return 0;
1861         }
1862
1863         /*
1864          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1865          * which ones and if any of them are user space addresses
1866          */
1867
1868         if (bp & 0x01) {
1869                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1870         }
1871         if (bp & 0x02) {
1872                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1873         }
1874         if (bp & 0x04) {
1875                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1876         }
1877         if (bp & 0x08) {
1878                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1879         }
1880
1881         for (i = 0; i < nbp; i++) {
1882                 if (addr[i] < (caddr_t)VM_MAXUSER_ADDRESS) {
1883                         /*
1884                          * addr[i] is in user space
1885                          */
1886                         return nbp;
1887                 }
1888         }
1889
1890         /*
1891          * None of the breakpoints are in user space.
1892          */
1893         return 0;
1894 }
1895
1896 #ifdef KDB
1897
1898 /*
1899  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
1900  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
1901  * called from the debugger.
1902  *
1903  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
1904  */
1905
1906 #undef inb
1907 #undef outb
1908
1909 /* silence compiler warnings */
1910 u_char inb(u_int);
1911 void outb(u_int, u_char);
1912
1913 u_char
1914 inb(u_int port)
1915 {
1916         u_char  data;
1917         /*
1918          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
1919          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
1920          * if we tell it to load (u_short) port.
1921          */
1922         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
1923         return (data);
1924 }
1925
1926 void
1927 outb(u_int port, u_char data)
1928 {
1929         u_char  al;
1930         /*
1931          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
1932          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
1933          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
1934          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
1935          */
1936         al = data;
1937         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
1938 }
1939
1940 #endif /* KDB */