sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008-2017 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_inet.h"
  48 #include "opt_msgbuf.h"
  49 #include "opt_swap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/sysproto.h>
  54 #include <sys/signalvar.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/linker.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/buf.h>
  61 #include <sys/reboot.h>
  62 #include <sys/mbuf.h>
  63 #include <sys/msgbuf.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/usched.h>
  69 #include <sys/reg.h>
  70 #include <sys/sbuf.h>
  71 #include <sys/ctype.h>
  72 #include <sys/serialize.h>
  73 #include <sys/systimer.h>
  74
  75 #include <vm/vm.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <vm/vm_kern.h>
  79 #include <vm/vm_object.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_pager.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84
  85 #include <sys/thread2.h>
  86 #include <sys/mplock2.h>
  87 #include <sys/mutex2.h>
  88
  89 #include <sys/user.h>
  90 #include <sys/exec.h>
  91 #include <sys/cons.h>
  92
  93 #include <sys/efi.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #if 0 /* JG */
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/md_var.h>
 104 #include <machine/metadata.h>
 105 #include <machine/pc/bios.h>
 106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 108 #include <machine/smp.h>
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111 #include <machine/framebuffer.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #include <sys/machintr.h>
 123 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 124 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 125 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 126 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 127 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 128 #include <machine/mptable.h>
 129
 130 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 131
 132 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 133
 134 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 135 extern void identify_cpu(void);
 136 #if 0 /* JG */
 137 extern void finishidentcpu(void);
 138 #endif
 139 extern void panicifcpuunsupported(void);
 140
 141 static void cpu_startup(void *);
 142 static void pic_finish(void *);
 143 static void cpu_finish(void *);
 144
 145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 147 static void init_locks(void);
 148
 149 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 150
 151 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 152 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 153 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 154
 155 #ifdef DDB
 156 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 157 #endif
 158
 159 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 160 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 161
 162 vm_paddr_t efi_systbl_phys;
 163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 164 u_long  atdevbase;
 165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 166 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 167 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 168
 169 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 170
 171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 172 extern int swtch_optim_stats;
 173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 177 #endif
 178 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 179         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 181     "monitor/mwait target state");
 182
 183 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 184         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 185          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 186
 187 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 188
 189 #define CPU_MWAIT_C1            1
 190 #define CPU_MWAIT_C2            2
 191 #define CPU_MWAIT_C3            3
 192 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 193
 194 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 195 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 196
 197 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 198 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 199
 200 struct cpu_mwait_cx {
 201         int                     subcnt;
 202         char                    name[4];
 203         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 204         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 205 };
 206 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 207 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 208
 209 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 210 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 211 static int                      *cpu_mwait_hints;
 212
 213 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 214 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 215
 216 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 217
 218 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 219 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 220 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 221
 222 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 223 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 224
 225 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 226                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 227                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 228
 229 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 230     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 231 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 232     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 233
 234 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 235                     int *, boolean_t);
 236 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 237 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 238 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 239
 240 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 241     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 242 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 243     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 244 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 245     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 246
 247 long physmem = 0;
 248
 249 u_long ebda_addr = 0;
 250
 251 int imcr_present = 0;
 252
 253 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 254
 255 u_int base_memory;
 256
 257 static int
 258 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 259 {
 260         u_long pmem = ctob(physmem);
 261         int error;
 262
 263         error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 264
 265         return (error);
 266 }
 267
 268 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 269         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU",
 270         "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 271
 272 static int
 273 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 274 {
 275         u_long usermem = ctob(physmem - vmstats.v_wire_count);
 276         int error;
 277
 278         error = sysctl_handle_long(oidp, &usermem, 0, req);
 279
 280         return (error);
 281 }
 282
 283 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 284         0, 0, sysctl_hw_usermem, "LU", "");
 285
 286 static int
 287 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 288 {
 289         int error;
 290         u_long availpages;
 291
 292         availpages = x86_64_btop(avail_end - avail_start);
 293         error = sysctl_handle_long(oidp, &availpages, 0, req);
 294
 295         return (error);
 296 }
 297
 298 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 299         0, 0, sysctl_hw_availpages, "LU", "");
 300
 301 vm_paddr_t Maxmem;
 302 vm_paddr_t Realmem;
 303
 304 /*
 305  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 306  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 307  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 308  * PHYSSEG entries.
 309  */
 310 vm_phystable_t phys_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 311 vm_phystable_t dump_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 312
 313 /* must be 1 less so 0 0 can signal end of chunks */
 314 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 1)
 315 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 1)
 316
 317 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 318 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 319 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 320 static struct trapframe proc0_tf;
 321
 322 static void
 323 cpu_startup(void *dummy)
 324 {
 325         caddr_t v;
 326         vm_size_t size = 0;
 327         vm_offset_t firstaddr;
 328
 329         /*
 330          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 331          */
 332         kprintf("%s", version);
 333         startrtclock();
 334         printcpuinfo();
 335         panicifcpuunsupported();
 336         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 337                 (intmax_t)Realmem,
 338                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 339         /*
 340          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 341          */
 342         if (bootverbose) {
 343                 int indx;
 344
 345                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 346                 for (indx = 0; phys_avail[indx].phys_end != 0; ++indx) {
 347                         vm_paddr_t size1;
 348
 349                         size1 = phys_avail[indx].phys_end -
 350                                 phys_avail[indx].phys_beg;
 351
 352                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 353                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_beg,
 354                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_end - 1,
 355                                 (intmax_t)size1,
 356                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 357                 }
 358         }
 359
 360         /*
 361          * Allocate space for system data structures.
 362          * The first available kernel virtual address is in "v".
 363          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 364          * As pages of memory are allocated and cleared,
 365          * "firstaddr" is incremented.
 366          * An index into the kernel page table corresponding to the
 367          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 368          */
 369
 370         /*
 371          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 372          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 373          * addresses to the various data structures.
 374          */
 375         firstaddr = 0;
 376 again:
 377         v = (caddr_t)firstaddr;
 378
 379 #define valloc(name, type, num) \
 380             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 381 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 382             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 383
 384         /*
 385          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
 386          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 387          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 388          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 389          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 390          * maxbcache bytes.
 391          *
 392          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 393          */
 394         if (nbuf == 0) {
 395                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
 396                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 397
 398                 nbuf = 50;
 399                 if (kbytes > 4096)
 400                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 401                 if (kbytes > 65536)
 402                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 403                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
 404                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 405         }
 406
 407         /*
 408          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 409          * kernel_map.
 410          */
 411         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 412                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
 413                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 414                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
 415                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 416         }
 417
 418         /*
 419          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 420          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 421          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 422          * can prevent the system from paging properly.
 423          */
 424         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 425                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
 426                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 427         }
 428
 429         /*
 430          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed 1/4 of
 431          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 432          * section.  This is typically ~2GB regardless of the amount of
 433          * memory, so we use 500MB as a metric.
 434          *
 435          * This is because we use valloc() to allocate the buf header array.
 436          *
 437          * NOTE: buffer space in bytes is limited by vfs.*bufspace sysctls.
 438          */
 439         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 4) {
 440                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 441                        sizeof(struct buf) / 2;
 442                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to "
 443                         "valloc considerations\n",
 444                         nbuf);
 445         }
 446
 447         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 448 #ifdef NSWBUF_MIN
 449         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 450                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 451 #endif
 452         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 453 #ifdef NSWBUF_MIN
 454         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 455                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 456 #endif
 457
 458         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 459         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 460         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 461
 462         /*
 463          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 464          */
 465         if (firstaddr == 0) {
 466                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 467                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size),
 468                                        VM_SUBSYS_BUF);
 469                 if (firstaddr == 0)
 470                         panic("startup: no room for tables");
 471                 goto again;
 472         }
 473
 474         /*
 475          * End of second pass, addresses have been assigned
 476          *
 477          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 478          *
 479          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 480          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 481          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 482          */
 483         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 484                 panic("startup: table size inconsistency");
 485
 486         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 487                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 488                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 489         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 490                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 491         buffer_map.system_map = 1;
 492         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 493                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 494                       pager_map_size);
 495         pager_map.system_map = 1;
 496         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 497                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 498                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 499                 1024 / 1024);
 500 }
 501
 502 struct cpu_idle_stat {
 503         int     hint;
 504         int     reserved;
 505         u_long  halt;
 506         u_long  spin;
 507         u_long  repeat;
 508         u_long  repeat_last;
 509         u_long  repeat_delta;
 510         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 511 } __cachealign;
 512
 513 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 514 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 515
 516 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 517
 518 static int
 519 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 520 {
 521         int idx = arg2, cpu, error;
 522         u_long val = 0;
 523
 524         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 525                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 526                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 527         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 528                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 529                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 530         } else {
 531                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 532                     ("invalid index %d", idx));
 533                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 534                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 535         }
 536
 537         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 538         if (error || req->newptr == NULL)
 539                 return error;
 540
 541         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 542                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 543                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 544                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 545         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 546                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 547                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 548                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 549         } else {
 550                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 551                     ("invalid index %d", idx));
 552                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 553                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 554                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 555         }
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 static void
 560 cpu_mwait_attach(void)
 561 {
 562         struct sbuf sb;
 563         int hint_idx, i;
 564
 565         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 566                 return;
 567
 568         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 569             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 570              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 571               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 572                 int bm_sts = 1;
 573
 574                 /*
 575                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 576                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 577                  */
 578                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 579
 580                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 581                 if (!bm_sts)
 582                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 583         }
 584
 585         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 586             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 587
 588         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 589                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 590                 int sub;
 591
 592                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 593
 594                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 595                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 596                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 597                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 598                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 599                         continue;
 600
 601                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 602                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 603                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 604                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 605                     "sub-state count");
 606                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 607                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 608                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 609                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 610
 611                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 612                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 613         }
 614         sbuf_trim(&sb);
 615         sbuf_finish(&sb);
 616
 617         /*
 618          * Non-deep C-states
 619          */
 620         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 621         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 622                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 623         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 624                                   M_DEVBUF, M_WAITOK);
 625
 626         hint_idx = 0;
 627         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 628                 int j, subcnt;
 629
 630                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 631                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 632                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 633                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 634                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 635                         ++hint_idx;
 636                 }
 637         }
 638         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 639             ("mwait hint count %d != index %d",
 640              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 641
 642         if (bootverbose) {
 643                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 644                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 645                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 646
 647                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 648                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 649                             hint);
 650                 }
 651         }
 652
 653         /*
 654          * Deep C-states
 655          */
 656         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 657                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 658         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 659             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 660
 661         hint_idx = 0;
 662         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 663                 int j, subcnt;
 664
 665                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 666                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 667                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 668                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 669                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 670                         ++hint_idx;
 671                 }
 672         }
 673         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 674             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 675              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 676
 677         if (bootverbose) {
 678                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 679                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 680                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 681
 682                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 683                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 684                             hint);
 685                 }
 686         }
 687         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 688
 689         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 690                 char name[16];
 691
 692                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 693                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 694                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 695                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 696                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 697         }
 698 }
 699
 700 static void
 701 cpu_finish(void *dummy __unused)
 702 {
 703         cpu_setregs();
 704         cpu_mwait_attach();
 705 }
 706
 707 static void
 708 pic_finish(void *dummy __unused)
 709 {
 710         /* Log ELCR information */
 711         elcr_dump();
 712
 713         /* Log MPTABLE information */
 714         mptable_pci_int_dump();
 715
 716         /* Finalize PCI */
 717         MachIntrABI.finalize();
 718 }
 719
 720 /*
 721  * Send an interrupt to process.
 722  *
 723  * Stack is set up to allow sigcode stored
 724  * at top to call routine, followed by kcall
 725  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 726  * resets the signal mask, the stack, and the
 727  * frame pointer, it returns to the user
 728  * specified pc, psl.
 729  */
 730 void
 731 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 732 {
 733         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 734         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 735         struct trapframe *regs;
 736         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 737         struct sigframe sf, *sfp;
 738         int oonstack;
 739         char *sp;
 740
 741         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 742         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 743
 744         /* Save user context */
 745         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 746         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 747         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 748         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 749         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 750         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 751
 752         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 753         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 754
 755         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 756         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 757             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 758                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 759                               sizeof(struct sigframe));
 760                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 761         } else {
 762                 /* We take red zone into account */
 763                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 764         }
 765
 766         /*
 767          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 768          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 769          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 770          * kernel is ok.
 771          *
 772          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 773          * context directly.
 774          */
 775         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 776
 777         /* Translate the signal is appropriate */
 778         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 779                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 780                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 781         }
 782
 783         /*
 784          * Build the argument list for the signal handler.
 785          *
 786          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 787          */
 788         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 789         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 790
 791         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 792                 /*
 793                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 794                  *
 795                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 796                  */
 797                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 798                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 799                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 800
 801                 /* fill siginfo structure */
 802                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 803                 sf.sf_si.si_code = code;
 804                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 805         } else {
 806                 /*
 807                  * Old FreeBSD-style arguments.
 808                  *
 809                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 810                  */
 811                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 812                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 813                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 814         }
 815
 816         /*
 817          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 818          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 819          * eflags.
 820          */
 821 #if 0 /* JG */
 822         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 823                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 824                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 825
 826                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 827                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 828                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 829                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 830
 831                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 832                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 833                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 834                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 835
 836                 /*
 837                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 838                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 839                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 840                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 841                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 842                  */
 843                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 844         }
 845 #endif
 846
 847         /*
 848          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 849          */
 850         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 851
 852         /*
 853          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 854          */
 855         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 856                 /*
 857                  * Something is wrong with the stack pointer.
 858                  * ...Kill the process.
 859                  */
 860                 sigexit(lp, SIGILL);
 861         }
 862
 863         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 864         regs->tf_rip = trunc_page64(PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode));
 865         regs->tf_rip -= SZSIGCODE_EXTRA_BYTES;
 866
 867         /*
 868          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 869          * on function entry
 870          */
 871         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 872
 873         /*
 874          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 875          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 876          * stored in-context.
 877          */
 878         regs->tf_cs = _ucodesel;
 879         regs->tf_ss = _udatasel;
 880         clear_quickret();
 881 }
 882
 883 /*
 884  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 885  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 886  * issue.
 887  *
 888  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 889  * bad idea?
 890  */
 891 int
 892 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 893 {
 894         frame->tf_cs = _ucodesel;
 895         frame->tf_ss = _udatasel;
 896         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 897         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 898         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 899
 900         return(0);
 901 }
 902
 903 /*
 904  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 905  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 906  */
 907 int
 908 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 909 {
 910         return(0);
 911 }
 912
 913 /*
 914  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 915  *
 916  * System call to cleanup state after a signal
 917  * has been taken.  Reset signal mask and
 918  * stack state from context left by sendsig (above).
 919  * Return to previous pc and psl as specified by
 920  * context left by sendsig. Check carefully to
 921  * make sure that the user has not modified the
 922  * state to gain improper privileges.
 923  *
 924  * MPSAFE
 925  */
 926 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 927 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 928
 929 int
 930 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 931 {
 932         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 933         struct trapframe *regs;
 934         ucontext_t uc;
 935         ucontext_t *ucp;
 936         register_t rflags;
 937         int cs;
 938         int error;
 939
 940         /*
 941          * We have to copy the information into kernel space so userland
 942          * can't modify it while we are sniffing it.
 943          */
 944         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 945         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 946         if (error)
 947                 return (error);
 948         ucp = &uc;
 949         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 950
 951         /* VM (8086) mode not supported */
 952         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 953
 954 #if 0 /* JG */
 955         if (eflags & PSL_VM) {
 956                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 957                 struct vm86_kernel *vm86;
 958
 959                 /*
 960                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 961                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 962                  */
 963                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 964                         return (EINVAL);
 965                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 966                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 967                         return (EINVAL);
 968
 969                 /* go back to user mode if both flags are set */
 970                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 971                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 972
 973                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 974                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 975                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 976                 } else {
 977                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 978                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 979                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 980                 }
 981                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 982                 tf->tf_eflags = eflags;
 983                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 984                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 985                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 986                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 987                 tf->tf_ds = _udatasel;
 988                 tf->tf_es = _udatasel;
 989                 tf->tf_fs = _udatasel;
 990                 tf->tf_gs = _udatasel;
 991         } else
 992 #endif
 993         {
 994                 /*
 995                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 996                  */
 997                 /*
 998                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 999                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
1000                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
1001                  * the signal context during signal handling and there is no
1002                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
1003                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
1004                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
1005                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
1006                  */
1007                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
1008                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
1009                         return(EINVAL);
1010                 }
1011
1012                 /*
1013                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1014                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1015                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1016                  */
1017                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1018                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1019                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1020                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1021                         return(EINVAL);
1022                 }
1023                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1024         }
1025
1026         /*
1027          * Restore the FPU state from the frame
1028          */
1029         crit_enter();
1030         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1031
1032         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1033                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1034         else
1035                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1036
1037         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1038         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1039         clear_quickret();
1040         crit_exit();
1041         return(EJUSTRETURN);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Machine dependent boot() routine
1046  *
1047  * I haven't seen anything to put here yet
1048  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1049  */
1050 void
1051 cpu_boot(int howto)
1052 {
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Shutdown the CPU as much as possible
1057  */
1058 void
1059 cpu_halt(void)
1060 {
1061         for (;;)
1062                 __asm__ __volatile("hlt");
1063 }
1064
1065 /*
1066  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1067  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1068  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1069  *
1070  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1071  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1072  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1073  * critical section.
1074  *
1075  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1076  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1077  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1078  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1079  *
1080  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1081  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1082  *
1083  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1084  */
1085 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1086 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1087     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1088 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1089     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1090
1091 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1092     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1093 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1094     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1095
1096 static void
1097 cpu_idle_default_hook(void)
1098 {
1099         /*
1100          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1101          * following the sti.
1102          */
1103         __asm __volatile("sti; hlt");
1104 }
1105
1106 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1107 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1108
1109 static __inline int
1110 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1111 {
1112         int hint, cx_idx;
1113         u_int idx;
1114
1115         hint = stat->hint;
1116         if (hint >= 0)
1117                 goto done;
1118
1119         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1120             cpu_mwait_repeat_shift;
1121         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1122                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1123                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1124         }
1125         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1126                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1127                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1128                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1129         } else {
1130                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1131                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1132                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1133         }
1134 done:
1135         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1136         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1137                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1138         return hint;
1139 }
1140
1141 void
1142 cpu_idle(void)
1143 {
1144         globaldata_t gd = mycpu;
1145         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1146         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1147         int reqflags;
1148         int quick;
1149
1150         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1151
1152         crit_exit();
1153         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1154
1155         for (;;) {
1156                 /*
1157                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1158                  */
1159                 lwkt_switch();
1160
1161                 /*
1162                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1163                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1164                  * splz() does the job.
1165                  *
1166                  * cpu_idle_hlt:
1167                  *      0       Never halt, just spin
1168                  *
1169                  *      1       Always use MONITOR/MWAIT if avail, HLT
1170                  *              otherwise.
1171                  *
1172                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1173                  *              cpus.
1174                  *
1175                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1176                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1177                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1178                  *
1179                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1180                  *              Intel cpus.
1181                  *
1182                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1183                  *              eats the least amount of power but the cpu
1184                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1185                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1186                  *
1187                  *              Usually the best default for AMD cpus.
1188                  *
1189                  *      4       Always use HLT.
1190                  *
1191                  *      5       Always spin.
1192                  *
1193                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1194                  *       section.
1195                  *
1196                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1197                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1198                  *       it overflows.
1199                  *
1200                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1201                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1202                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1203                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1204                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1205                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1206                  *
1207                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1208                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1209                  * the request.
1210                  */
1211                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1212                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1213                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1214                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1215                         stat->repeat_last = 0;
1216                         stat->repeat_delta = 0;
1217                 }
1218                 ++stat->repeat_last;
1219
1220                 ++gd->gd_idle_repeat;
1221                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1222                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1223                         (cpu_idle_hlt == 2 &&
1224                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1225
1226                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1227                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1228                         splz(); /* XXX */
1229                         crit_enter_gd(gd);
1230                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1231                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1232                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1233                         stat->halt++;
1234                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1235                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1236                                                       gd->gd_cpuid)) {
1237                                 cpu_invltlb();
1238                                 cpu_mfence();
1239                         }
1240                         crit_exit_gd(gd);
1241                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1242                         __asm __volatile("cli");
1243                         splz();
1244                         crit_enter_gd(gd);
1245                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1246                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1247                                 if (cpu_idle_hlt == 5) {
1248                                         __asm __volatile("sti");
1249                                 } else if (quick || cpu_idle_hlt == 4) {
1250                                         cpu_idle_default_hook();
1251                                 } else {
1252                                         cpu_idle_hook();
1253                                 }
1254                         }
1255                         __asm __volatile("sti");
1256                         stat->halt++;
1257                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1258                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1259                                                       gd->gd_cpuid)) {
1260                                 cpu_invltlb();
1261                                 cpu_mfence();
1262                         }
1263                         crit_exit_gd(gd);
1264                 } else {
1265                         splz();
1266                         __asm __volatile("sti");
1267                         stat->spin++;
1268                         crit_enter_gd(gd);
1269                         crit_exit_gd(gd);
1270                 }
1271         }
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Called in a loop indirectly via Xcpustop
1276  */
1277 void
1278 cpu_smp_stopped(void)
1279 {
1280         globaldata_t gd = mycpu;
1281         volatile __uint64_t *ptr;
1282         __uint64_t ovalue;
1283
1284         ptr = CPUMASK_ADDR(started_cpus, gd->gd_cpuid);
1285         ovalue = *ptr;
1286         if ((ovalue & CPUMASK_SIMPLE(gd->gd_cpuid & 63)) == 0) {
1287                 if (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) {
1288                         if (cpu_mwait_hints) {
1289                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1290                                            ovalue,
1291                                            cpu_mwait_hints[CPU_MWAIT_C1], 0);
1292                         } else {
1293                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1294                                            ovalue, 0, 0);
1295                         }
1296                 } else {
1297                         cpu_halt();     /* depend on lapic timer */
1298                 }
1299         }
1300 }
1301
1302 /*
1303  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1304  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1305  * we let it spin.
1306  */
1307 void
1308 cpu_spinlock_contested(void)
1309 {
1310         cpu_pause();
1311 }
1312
1313 /*
1314  * Clear registers on exec
1315  */
1316 void
1317 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1318 {
1319         struct thread *td = curthread;
1320         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1321         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1322         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1323
1324         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1325         user_ldt_free(pcb);
1326
1327         clear_quickret();
1328         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1329         regs->tf_rip = entry;
1330         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1331         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1332         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1333         regs->tf_ss = _udatasel;
1334         regs->tf_cs = _ucodesel;
1335         regs->tf_rbx = ps_strings;
1336
1337         /*
1338          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1339          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1340          */
1341         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1342                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1343                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1344                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1345                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1346                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1347                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1348                 if (pcb == td->td_pcb) {
1349                         /*
1350                          * Clear the debug registers on the running
1351                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1352                          * the next process we switch to.
1353                          */
1354                         reset_dbregs();
1355                 }
1356                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1361          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1362          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1363          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1364          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1365          */
1366         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1367
1368         /*
1369          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1370          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1371          *       may panic in npxdna().
1372          */
1373         crit_enter();
1374         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1375
1376         /*
1377          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1378          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1379          *       code knows what the current MSR values are.
1380          */
1381         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1382         pcb->pcb_gsbase = 0;
1383         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1384         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1385         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1386         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1387
1388         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1389         npxinit();
1390         crit_exit();
1391
1392         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1393         pcb->pcb_es = _udatasel;
1394         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1395         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1396 }
1397
1398 void
1399 cpu_setregs(void)
1400 {
1401         register_t cr0;
1402
1403         cr0 = rcr0();
1404         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1405         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1406         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1407         load_cr0(cr0);
1408         load_gs(_udatasel);
1409 }
1410
1411 static int
1412 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1413 {
1414         int error;
1415         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1416                 req);
1417         if (!error && req->newptr)
1418                 resettodr();
1419         return (error);
1420 }
1421
1422 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1423         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1424
1425 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1426         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1427
1428 #if 0 /* JG */
1429 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1430         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1431 #endif
1432
1433 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1434         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1435
1436 static int
1437 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1438 {
1439         struct efi_map_header *efihdr;
1440         caddr_t kmdp;
1441         uint32_t efisize;
1442
1443         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1444         if (kmdp == NULL)
1445                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1446         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1447             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1448         if (efihdr == NULL)
1449                 return (0);
1450         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
1451         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
1452 }
1453 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
1454     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
1455
1456 /*
1457  * Initialize 386 and configure to run kernel
1458  */
1459
1460 /*
1461  * Initialize segments & interrupt table
1462  */
1463
1464 int _default_ldt;
1465 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1466 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1467 #if 0 /* JG */
1468 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1469 #endif
1470
1471 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1472 struct region_descriptor r_gdt;
1473 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1474
1475 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1476 void *proc0paddr;
1477 /* JG alignment? */
1478 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1479
1480
1481 /* software prototypes -- in more palatable form */
1482 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1483 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1484 {       0x0,                    /* segment base address  */
1485         0x0,                    /* length */
1486         0,                      /* segment type */
1487         0,                      /* segment descriptor priority level */
1488         0,                      /* segment descriptor present */
1489         0,                      /* long */
1490         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1491         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1492 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1493 {       0x0,                    /* segment base address  */
1494         0xfffff,                /* length - all address space */
1495         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1496         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1497         1,                      /* segment descriptor present */
1498         1,                      /* long */
1499         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1500         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1501 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1502 {       0x0,                    /* segment base address  */
1503         0xfffff,                /* length - all address space */
1504         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1505         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1506         1,                      /* segment descriptor present */
1507         1,                      /* long */
1508         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1509         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1510 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1511 {       0x0,                    /* segment base address  */
1512         0xfffff,                /* length - all address space */
1513         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1514         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1515         1,                      /* segment descriptor present */
1516         0,                      /* long */
1517         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1518         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1519 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1520 {       0x0,                    /* segment base address  */
1521         0xfffff,                /* length - all address space */
1522         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1523         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1524         1,                      /* segment descriptor present */
1525         0,                      /* long */
1526         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1527         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1528 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1529 {       0x0,                    /* segment base address  */
1530         0xfffff,                /* length - all address space */
1531         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1532         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1533         1,                      /* segment descriptor present */
1534         1,                      /* long */
1535         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1536         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1537 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1538 {
1539         0x0,                    /* segment base address */
1540         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1541         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1542         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1543         1,                      /* segment descriptor present */
1544         0,                      /* long */
1545         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1546         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1547 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1548 {       0x0,                    /* segment base address  */
1549         0x0,                    /* length */
1550         0,                      /* segment type */
1551         0,                      /* segment descriptor priority level */
1552         0,                      /* segment descriptor present */
1553         0,                      /* long */
1554         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1555         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1556 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1557 {       0x0,                    /* segment base address  */
1558         0xfffff,                /* length - all address space */
1559         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1560         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1561         1,                      /* segment descriptor present */
1562         0,                      /* long */
1563         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1564         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1565 };
1566
1567 void
1568 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1569 {
1570         int cpu;
1571
1572         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1573                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1574
1575                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1576                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1577                 ip->gd_ist = ist;
1578                 ip->gd_xx = 0;
1579                 ip->gd_type = typ;
1580                 ip->gd_dpl = dpl;
1581                 ip->gd_p = 1;
1582                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1583         }
1584 }
1585
1586 void
1587 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1588 {
1589         struct gate_descriptor *ip;
1590
1591         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1592
1593         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1594         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1595         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1596         ip->gd_ist = ist;
1597         ip->gd_xx = 0;
1598         ip->gd_type = typ;
1599         ip->gd_dpl = dpl;
1600         ip->gd_p = 1;
1601         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1602 }
1603
1604 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1605
1606 extern inthand_t
1607         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1608         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1609         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1610         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1611         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1612         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1613
1614 void
1615 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1616 {
1617         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1618         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1619         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1620         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1621         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1622         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1623         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1624 }
1625
1626 void
1627 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1628 {
1629
1630         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1631         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1632         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1633         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1634         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1635         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1636         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1637         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1638         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1639         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1640 }
1641
1642 void
1643 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1644     struct system_segment_descriptor *sd)
1645 {
1646
1647         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1648         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1649         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1650         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1651         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1652         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1653         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1654         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1659  * available physical memory in the system, then test this memory and
1660  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1661  *
1662  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1663  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1664  *
1665  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1666  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1667  *
1668  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1669  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1670  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1671  *
1672  * XXX first should be vm_paddr_t.
1673  */
1674
1675 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1676 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1677 #define PHYSMAP_SIZE            VM_PHYSSEG_MAX
1678
1679 vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1680 struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1681 struct efi_map_header *efihdrbase;
1682 u_int32_t smapsize;
1683
1684 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1685 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1686
1687 static void
1688 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1689 {
1690         int i;
1691
1692         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1693         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1694
1695         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1696                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1697                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1698                             smap->type, smap->base, smap->length);
1699
1700                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1701                         continue;
1702
1703                 if (smap->length == 0)
1704                         continue;
1705
1706                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1707                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1708                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1709                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1710                                                 "memory region, ignoring "
1711                                                 "second region\n");
1712                                 }
1713                                 break;
1714                         }
1715                 }
1716                 if (i <= *physmap_idx)
1717                         continue;
1718
1719                 Realmem += smap->length;
1720
1721                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1722                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1723                         continue;
1724                 }
1725
1726                 *physmap_idx += 2;
1727                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1728                         kprintf("Too many segments in the physical "
1729                                 "address map, giving up\n");
1730                         break;
1731                 }
1732                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1733                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1734         }
1735 }
1736
1737 static void
1738 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1739 {
1740          struct efi_md *map, *p;
1741          const char *type;
1742          size_t efisz;
1743          int i, ndesc;
1744
1745         static const char *types[] = {
1746                 "Reserved",
1747                 "LoaderCode",
1748                 "LoaderData",
1749                 "BootServicesCode",
1750                 "BootServicesData",
1751                 "RuntimeServicesCode",
1752                 "RuntimeServicesData",
1753                 "ConventionalMemory",
1754                 "UnusableMemory",
1755                 "ACPIReclaimMemory",
1756                 "ACPIMemoryNVS",
1757                 "MemoryMappedIO",
1758                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1759                 "PalCode"
1760          };
1761
1762         /*
1763          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1764          * Boot Services API.
1765          */
1766         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1767         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1768
1769         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1770                 return;
1771         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1772
1773         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1774                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1775                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1776
1777         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1778             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1779                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1780                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1781                                 type = types[p->md_type];
1782                         else
1783                                 type = "<INVALID>";
1784                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1785                             p->md_virt, p->md_pages);
1786                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1787                                 kprintf("UC ");
1788                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1789                                 kprintf("WC ");
1790                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1791                                 kprintf("WT ");
1792                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1793                                 kprintf("WB ");
1794                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1795                                 kprintf("UCE ");
1796                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1797                                 kprintf("WP ");
1798                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1799                                 kprintf("RP ");
1800                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1801                                 kprintf("XP ");
1802                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1803                                 kprintf("RUNTIME");
1804                         kprintf("\n");
1805                 }
1806
1807                 switch (p->md_type) {
1808                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1809                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1810                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1811                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1812                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1813                         /*
1814                          * We're allowed to use any entry with these types.
1815                          */
1816                         break;
1817                 default:
1818                         continue;
1819                 }
1820
1821                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1822
1823                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1824                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1825                         continue;
1826                 }
1827
1828                 *physmap_idx += 2;
1829                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1830                         kprintf("Too many segments in the physical "
1831                                 "address map, giving up\n");
1832                         break;
1833                 }
1834                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1835                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1836          }
1837 }
1838
1839 struct fb_info efi_fb_info;
1840 static int have_efi_framebuffer = 0;
1841
1842 static void
1843 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1844 {
1845         uint64_t sz;
1846         vm_offset_t addr, v;
1847
1848         v = efi_fb_info.vaddr;
1849         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1850
1851         if (direct_map) {
1852                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1853                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1854                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1855         } else {
1856                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1857                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1858         }
1859 }
1860
1861 static u_int
1862 efifb_color_depth(struct efi_fb *efifb)
1863 {
1864         uint32_t mask;
1865         u_int depth;
1866
1867         mask = efifb->fb_mask_red | efifb->fb_mask_green |
1868             efifb->fb_mask_blue | efifb->fb_mask_reserved;
1869         if (mask == 0)
1870                 return (0);
1871         for (depth = 1; mask != 1; depth++)
1872                 mask >>= 1;
1873         return (depth);
1874 }
1875
1876 int
1877 probe_efi_fb(int early)
1878 {
1879         struct efi_fb   *efifb;
1880         caddr_t         kmdp;
1881         u_int           depth;
1882
1883         if (have_efi_framebuffer) {
1884                 if (!early &&
1885                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1886                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1887                         efi_fb_init_vaddr(0);
1888                 return 0;
1889         }
1890
1891         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1892         if (kmdp == NULL)
1893                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1894         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1895             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1896         if (efifb == NULL)
1897                 return 1;
1898
1899         depth = efifb_color_depth(efifb);
1900         /*
1901          * Our bootloader should already notice, when we won't be able to
1902          * use the UEFI framebuffer.
1903          */
1904         if (depth != 24 && depth != 32)
1905                 return 1;
1906
1907         have_efi_framebuffer = 1;
1908
1909         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1910         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1911         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1912         efi_fb_info.depth = depth;
1913         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * (depth / 8);
1914         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1915         if (early) {
1916                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1917         } else {
1918                 efi_fb_init_vaddr(0);
1919         }
1920         efi_fb_info.fbops.fb_set_par = NULL;
1921         efi_fb_info.fbops.fb_blank = NULL;
1922         efi_fb_info.fbops.fb_debug_enter = NULL;
1923         efi_fb_info.device = NULL;
1924
1925         return 0;
1926 }
1927
1928 static void
1929 efifb_startup(void *arg)
1930 {
1931         probe_efi_fb(0);
1932 }
1933
1934 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1935
1936 static void
1937 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1938 {
1939         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1940         int i, j;
1941         vm_paddr_t pa;
1942         vm_paddr_t msgbuf_size;
1943         u_long physmem_tunable;
1944         pt_entry_t *pte;
1945         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1946
1947         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1948         physmap_idx = 0;
1949
1950         /*
1951          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1952          *
1953          * subr_module.c says:
1954          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1955          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1956          */
1957         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1958                      MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1959         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1960                    MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1961         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1962                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1963
1964         if (efihdrbase == NULL)
1965                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1966         else
1967                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1968
1969         base_memory = physmap[1] / 1024;
1970         /* make hole for AP bootstrap code */
1971         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1972
1973         /* Save EBDA address, if any */
1974         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1975         ebda_addr <<= 4;
1976
1977         /*
1978          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1979          * highest page of the physical address space.  It should be
1980          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1981          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1982          */
1983         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1984
1985 #ifdef MAXMEM
1986         Maxmem = MAXMEM / 4;
1987 #endif
1988
1989         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1990                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1991
1992         /*
1993          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1994          * in the system.
1995          */
1996         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1997                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1998
1999         /*
2000          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
2001          */
2002         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
2003                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
2004                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
2005         }
2006
2007         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
2008             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
2009                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
2010         }
2011
2012         /*
2013          * Call pmap initialization to make new kernel address space
2014          *
2015          * Mask off page 0.
2016          */
2017         pmap_bootstrap(&first);
2018         physmap[0] = PAGE_SIZE;
2019
2020         /*
2021          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
2022          * exceeding Maxmem.
2023          */
2024         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2025                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
2026                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
2027                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
2028                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2029                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2030
2031                 physmap[j] = physmap[i];
2032                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
2033
2034                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
2035                         j += 2;
2036         }
2037         physmap_idx = j - 2;
2038
2039         /*
2040          * Align anything else used in the validation loop.
2041          *
2042          * Also make sure that our 2MB kernel text+data+bss mappings
2043          * do not overlap potentially allocatable space.
2044          */
2045         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2046
2047         /*
2048          * Size up each available chunk of physical memory.
2049          */
2050         pa_indx = 0;
2051         da_indx = 0;
2052         phys_avail[pa_indx].phys_beg = physmap[0];
2053         phys_avail[pa_indx].phys_end = physmap[0];
2054         dump_avail[da_indx].phys_beg = 0;
2055         dump_avail[da_indx].phys_end = physmap[0];
2056         pte = CMAP1;
2057
2058         /*
2059          * Get dcons buffer address
2060          */
2061         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2062             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2063                 dcons_addr = 0;
2064
2065         /*
2066          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
2067          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
2068          * of PAGE_SIZE.
2069          *
2070          * We no longer perform an exhaustive memory test.  Instead we
2071          * simply test the first and last word in each physmap[]
2072          * segment.
2073          */
2074         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2075                 vm_paddr_t end;
2076                 vm_paddr_t incr;
2077
2078                 end = physmap[i + 1];
2079
2080                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
2081                         int page_bad, full;
2082                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
2083                         uint64_t tmp;
2084
2085                         full = FALSE;
2086
2087                         /*
2088                          * Calculate incr.  Just test the first and
2089                          * last page in each physmap[] segment.
2090                          */
2091                         if (pa == end - PAGE_SIZE)
2092                                 incr = PAGE_SIZE;
2093                         else
2094                                 incr = end - pa - PAGE_SIZE;
2095
2096                         /*
2097                          * Make sure we don't skip blacked out areas.
2098                          */
2099                         if (pa < 0x200000 && 0x200000 < end) {
2100                                 incr = 0x200000 - pa;
2101                         }
2102                         if (dcons_addr > 0 &&
2103                             pa < dcons_addr &&
2104                             dcons_addr < end) {
2105                                 incr = dcons_addr - pa;
2106                         }
2107
2108                         /*
2109                          * Block out kernel memory as not available.
2110                          */
2111                         if (pa >= 0x200000 && pa < first) {
2112                                 incr = first - pa;
2113                                 if (pa + incr > end)
2114                                         incr = end - pa;
2115                                 goto do_dump_avail;
2116                         }
2117
2118                         /*
2119                          * Block out the dcons buffer if it exists.
2120                          */
2121                         if (dcons_addr > 0 &&
2122                             pa >= trunc_page(dcons_addr) &&
2123                             pa < dcons_addr + dcons_size) {
2124                                 incr = dcons_addr + dcons_size - pa;
2125                                 incr = (incr + PAGE_MASK) &
2126                                        ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
2127                                 if (pa + incr > end)
2128                                         incr = end - pa;
2129                                 goto do_dump_avail;
2130                         }
2131
2132                         page_bad = FALSE;
2133
2134                         /*
2135                          * Map the page non-cacheable for the memory
2136                          * test.
2137                          */
2138                         *pte = pa |
2139                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2140                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2141                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2142                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2143                         cpu_mfence();
2144
2145                         /*
2146                          * Save original value for restoration later.
2147                          */
2148                         tmp = *ptr;
2149
2150                         /*
2151                          * Test for alternating 1's and 0's
2152                          */
2153                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2154                         cpu_mfence();
2155                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2156                                 page_bad = TRUE;
2157                         /*
2158                          * Test for alternating 0's and 1's
2159                          */
2160                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2161                         cpu_mfence();
2162                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2163                                 page_bad = TRUE;
2164                         /*
2165                          * Test for all 1's
2166                          */
2167                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2168                         cpu_mfence();
2169                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2170                                 page_bad = TRUE;
2171                         /*
2172                          * Test for all 0's
2173                          */
2174                         *ptr = 0x0;
2175                         cpu_mfence();
2176                         if (*ptr != 0x0)
2177                                 page_bad = TRUE;
2178
2179                         /*
2180                          * Restore original value.
2181                          */
2182                         *ptr = tmp;
2183
2184                         /*
2185                          * Adjust array of valid/good pages.
2186                          */
2187                         if (page_bad == TRUE) {
2188                                 incr = PAGE_SIZE;
2189                                 continue;
2190                         }
2191
2192                         /*
2193                          * Collapse page address into phys_avail[].  Do a
2194                          * continuation of the current phys_avail[] index
2195                          * when possible.
2196                          */
2197                         if (phys_avail[pa_indx].phys_end == pa) {
2198                                 /*
2199                                  * Continuation
2200                                  */
2201                                 phys_avail[pa_indx].phys_end += incr;
2202                         } else if (phys_avail[pa_indx].phys_beg ==
2203                                    phys_avail[pa_indx].phys_end) {
2204                                 /*
2205                                  * Current phys_avail is completely empty,
2206                                  * reuse the index.
2207                                  */
2208                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = pa;
2209                                 phys_avail[pa_indx].phys_end = pa + incr;
2210                         } else {
2211                                 /*
2212                                  * Allocate next phys_avail index.
2213                                  */
2214                                 ++pa_indx;
2215                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2216                                         kprintf(
2217                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2218                                         --pa_indx;
2219                                         full = TRUE;
2220                                         goto do_dump_avail;
2221                                 }
2222                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = pa;
2223                                 phys_avail[pa_indx].phys_end = pa + incr;
2224                         }
2225                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2226
2227                         /*
2228                          * pa available for dumping
2229                          */
2230 do_dump_avail:
2231                         if (dump_avail[da_indx].phys_end == pa) {
2232                                 dump_avail[da_indx].phys_end += incr;
2233                         } else {
2234                                 ++da_indx;
2235                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2236                                         --da_indx;
2237                                         goto do_next;
2238                                 }
2239                                 dump_avail[da_indx].phys_beg = pa;
2240                                 dump_avail[da_indx].phys_end = pa + incr;
2241                         }
2242 do_next:
2243                         if (full)
2244                                 break;
2245                 }
2246         }
2247         *pte = 0;
2248         cpu_invltlb();
2249         cpu_mfence();
2250
2251         /*
2252          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2253          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2254          * calculation, etc.).
2255          */
2256         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2257
2258         while (phys_avail[pa_indx].phys_beg + PHYSMAP_ALIGN + msgbuf_size >=
2259                phys_avail[pa_indx].phys_end) {
2260                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx].phys_end -
2261                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg);
2262                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = 0;
2263                 phys_avail[pa_indx].phys_end = 0;
2264                 --pa_indx;
2265         }
2266
2267         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx].phys_end);
2268
2269         /* Trim off space for the message buffer. */
2270         phys_avail[pa_indx].phys_end -= msgbuf_size;
2271
2272         avail_end = phys_avail[pa_indx].phys_end;
2273
2274         /* Map the message buffer. */
2275         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2276                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2277         }
2278         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2279         if (have_efi_framebuffer)
2280                 efi_fb_init_vaddr(1);
2281 }
2282
2283 struct machintr_abi MachIntrABI;
2284
2285 /*
2286  * IDT VECTORS:
2287  *      0       Divide by zero
2288  *      1       Debug
2289  *      2       NMI
2290  *      3       BreakPoint
2291  *      4       OverFlow
2292  *      5       Bound-Range
2293  *      6       Invalid OpCode
2294  *      7       Device Not Available (x87)
2295  *      8       Double-Fault
2296  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2297  *      10      Invalid-TSS
2298  *      11      Segment not present
2299  *      12      Stack
2300  *      13      General Protection
2301  *      14      Page Fault
2302  *      15      Reserved
2303  *      16      x87 FP Exception pending
2304  *      17      Alignment Check
2305  *      18      Machine Check
2306  *      19      SIMD floating point
2307  *      20-31   reserved
2308  *      32-255  INTn/external sources
2309  */
2310 u_int64_t
2311 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2312 {
2313         caddr_t kmdp;
2314         int gsel_tss, x, cpu;
2315 #if 0 /* JG */
2316         int metadata_missing, off;
2317 #endif
2318         struct mdglobaldata *gd;
2319         u_int64_t msr;
2320
2321         /*
2322          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2323          */
2324         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2325         bzero(gd, sizeof(*gd));
2326
2327         /*
2328          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2329          * early in the boot sequence because the system assumes
2330          * that 'curthread' is never NULL.
2331          */
2332
2333         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2334         thread0.td_gd = &gd->mi;
2335
2336         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2337
2338 #if 0 /* JG */
2339         metadata_missing = 0;
2340         if (bootinfo.bi_modulep) {
2341                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2342                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2343         } else {
2344                 metadata_missing = 1;
2345         }
2346         if (bootinfo.bi_envp)
2347                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2348 #endif
2349
2350         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2351         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2352         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2353         if (kmdp == NULL)
2354                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2355         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2356         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2357 #ifdef DDB
2358         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2359         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2360 #endif
2361         efi_systbl_phys = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_FW_HANDLE, vm_paddr_t);
2362
2363         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2364                 bootverbose++;
2365
2366         /*
2367          * Default MachIntrABI to ICU
2368          */
2369         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2370
2371         /*
2372          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus_fit_mask remain 0.
2373          */
2374         ncpus = 1;
2375         ncpus_fit = 1;
2376         /* Init basic tunables, hz etc */
2377         init_param1();
2378
2379         /*
2380          * make gdt memory segments
2381          */
2382         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2383                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2384
2385         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2386
2387         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2388                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2389                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2390         }
2391         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2392             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2393
2394         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2395         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2396         lgdt(&r_gdt);
2397
2398         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2399         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2400         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2401
2402         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2403         cpu_gdinit(gd, 0);
2404         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2405         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2406         safepri = TDPRI_MAX;
2407
2408         /* spinlocks and the BGL */
2409         init_locks();
2410
2411         /* exceptions */
2412         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2413                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2414         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2415         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2416         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2417         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2418         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2419         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2420         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2421         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2422         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2423         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2424         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2425         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2426         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2427         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2428         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2429         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2430         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2431         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2432         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2433
2434         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2435                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2436                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2437         }
2438
2439         lidt(&r_idt_arr[0]);
2440
2441         /*
2442          * Initialize the console before we print anything out.
2443          */
2444         cninit();
2445
2446 #if 0 /* JG */
2447         if (metadata_missing)
2448                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2449 #endif
2450
2451 #if     NISA >0
2452         elcr_probe();
2453         isa_defaultirq();
2454 #endif
2455         rand_initialize();
2456
2457         /*
2458          * Initialize IRQ mapping
2459          *
2460          * NOTE:
2461          * SHOULD be after elcr_probe()
2462          */
2463         MachIntrABI_ICU.initmap();
2464         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2465
2466 #ifdef DDB
2467         kdb_init();
2468         if (boothowto & RB_KDB)
2469                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2470 #endif
2471
2472 #if 0 /* JG */
2473         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2474         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2475         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2476 #endif
2477         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2478         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2479
2480         /*
2481          * On modern Intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2482          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2483          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2484          *
2485          * On modern AMD cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2486          * significant power management only when using ACPI halt mode.
2487          *
2488          * On older AMD or Intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2489          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2490          * too long longer.
2491          */
2492         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2493             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2494                 cpu_idle_hlt = 1;
2495         }
2496         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD) {
2497                 if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x17) {
2498                         /* Ryzen or later */
2499                         cpu_idle_hlt = 3;
2500                 } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {
2501                         /* Bobcat or later */
2502                         cpu_idle_hlt = 3;
2503                 }
2504         }
2505
2506         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2507         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2508         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2509         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2510
2511         /*
2512          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2513          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2514          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2515          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2516          *
2517          * NOTE:
2518          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2519          * 'cpu_feature2'
2520          */
2521         if (ioapic_enable < 0) {
2522                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2523                         ioapic_enable = 0;
2524                 else
2525                         ioapic_enable = 1;
2526         }
2527
2528         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2529         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2530                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2531                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2532         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2533         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2534
2535         /* double fault stack */
2536         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2537                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2538                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2539
2540         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2541         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2542
2543         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2544         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2545         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2546         ltr(gsel_tss);
2547
2548         /* Set up the fast syscall stuff */
2549         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2550         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2551         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2552         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2553         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2554               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2555         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2556         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2557
2558         getmemsize(kmdp, physfree);
2559         init_param2(physmem);
2560
2561         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2562
2563         /* Map the message buffer. */
2564 #if 0 /* JG */
2565         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2566                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2567 #endif
2568
2569         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2570
2571
2572         /* transfer to user mode */
2573
2574         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2575         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2576         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2577
2578         load_ds(_udatasel);
2579         load_es(_udatasel);
2580         load_fs(_udatasel);
2581
2582         /* setup proc 0's pcb */
2583         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2584         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2585         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2586         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2587
2588         /* Location of kernel stack for locore */
2589         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2594  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2595  * data space were allocated in locore.
2596  *
2597  * Note: the idlethread's cpl is 0
2598  *
2599  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2600  */
2601 void
2602 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2603 {
2604         if (cpu)
2605                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2606
2607         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2608                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2609                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2610                         0, &gd->mi);
2611         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2612         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2613         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2614         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2619  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2620  * checking CPU_prvspace[*].
2621  */
2622 int
2623 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2624 {
2625 #if 0
2626         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2627             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2628                 return (TRUE);
2629         }
2630 #endif
2631         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2632                 return (TRUE);
2633         return (FALSE);
2634 }
2635
2636 struct globaldata *
2637 globaldata_find(int cpu)
2638 {
2639         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2640         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2641 }
2642
2643 /*
2644  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2645  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2646  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2647  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2648  */
2649 int
2650 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2651 {
2652         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2653                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2654         else
2655                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2656         return (0);
2657 }
2658
2659 int
2660 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2661 {
2662         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2663         return (0);
2664 }
2665
2666 int
2667 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2668 {
2669         struct trapframe *tp;
2670
2671         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2672                 return EINVAL;
2673         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2674         return (0);
2675 }
2676
2677 int
2678 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2679 {
2680         struct trapframe *tp;
2681
2682         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2683         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2684             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2685                 return (EINVAL);
2686         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2687         clear_quickret();
2688         return (0);
2689 }
2690
2691 static void
2692 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2693 {
2694         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2695         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2696         int i;
2697
2698         /* FPU control/status */
2699         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2700         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2701         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2702         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2703         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2704         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2705         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2706         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2707
2708         /* FPU registers */
2709         for (i = 0; i < 8; ++i)
2710                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2711 }
2712
2713 static void
2714 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2715 {
2716         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2717         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2718         int i;
2719
2720         /* FPU control/status */
2721         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2722         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2723         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2724         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2725         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2726         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2727         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2728         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2729
2730         /* FPU registers */
2731         for (i = 0; i < 8; ++i)
2732                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2733 }
2734
2735 int
2736 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2737 {
2738         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2739                 return EINVAL;
2740         if (cpu_fxsr) {
2741                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2742                                 (struct save87 *)fpregs);
2743                 return (0);
2744         }
2745         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2746         return (0);
2747 }
2748
2749 int
2750 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2751 {
2752         if (cpu_fxsr) {
2753                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2754                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2755                 return (0);
2756         }
2757         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2758         return (0);
2759 }
2760
2761 int
2762 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2763 {
2764         struct pcb *pcb;
2765
2766         if (lp == NULL) {
2767                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2768                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2769                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2770                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2771                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2772                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2773                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2774                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2775                 return (0);
2776         }
2777         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2778                 return EINVAL;
2779         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2780         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2781         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2782         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2783         dbregs->dr[4] = 0;
2784         dbregs->dr[5] = 0;
2785         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2786         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2787         return (0);
2788 }
2789
2790 int
2791 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2792 {
2793         if (lp == NULL) {
2794                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2795                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2796                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2797                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2798                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2799                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2800                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2801                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2802         } else {
2803                 struct pcb *pcb;
2804                 struct ucred *ucred;
2805                 int i;
2806                 uint64_t mask1, mask2;
2807
2808                 /*
2809                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2810                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2811                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2812                  * TRCTRAP.
2813                  */
2814                 /* JG this loop looks unreadable */
2815                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2816                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2817                  */
2818                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2819                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2820                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2821                  * carried to decide if it is safe and useful to
2822                  * provide access to that capability
2823                  */
2824                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2825                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2826                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2827                                 return (EINVAL);
2828
2829                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2830                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2831
2832                 /*
2833                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2834                  * process's address space.  If a process could do this, it
2835                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2836                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2837                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2838                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2839                  * uid 0.
2840                  *
2841                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2842                  * address space is written into from within the kernel
2843                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2844                  * from within kernel mode?
2845                  */
2846
2847                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2848                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2849                                 /* dr0 is enabled */
2850                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2851                                         return (EINVAL);
2852                         }
2853
2854                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2855                                 /* dr1 is enabled */
2856                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2857                                         return (EINVAL);
2858                         }
2859
2860                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2861                                 /* dr2 is enabled */
2862                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2863                                         return (EINVAL);
2864                         }
2865
2866                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2867                                 /* dr3 is enabled */
2868                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2869                                         return (EINVAL);
2870                         }
2871                 }
2872
2873                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2874                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2875                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2876                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2877                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2878                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2879
2880                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2881         }
2882
2883         return (0);
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2888  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2889  */
2890 int
2891 user_dbreg_trap(void)
2892 {
2893         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2894         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2895         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2896         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2897         int i;
2898
2899         dr7 = rdr7();
2900         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2901                 /*
2902                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2903                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2904                  * hardware debug registers
2905                  */
2906                 return 0;
2907         }
2908
2909         nbp = 0;
2910         dr6 = rdr6();
2911         bp = dr6 & 0xf;
2912
2913         if (bp == 0) {
2914                 /*
2915                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2916                  * trap was not caused by any of the debug registers
2917                  */
2918                 return 0;
2919         }
2920
2921         /*
2922          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2923          * which ones and if any of them are user space addresses
2924          */
2925
2926         if (bp & 0x01) {
2927                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2928         }
2929         if (bp & 0x02) {
2930                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2931         }
2932         if (bp & 0x04) {
2933                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2934         }
2935         if (bp & 0x08) {
2936                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2937         }
2938
2939         for (i=0; i<nbp; i++) {
2940                 if (addr[i] <
2941                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2942                         /*
2943                          * addr[i] is in user space
2944                          */
2945                         return nbp;
2946                 }
2947         }
2948
2949         /*
2950          * None of the breakpoints are in user space.
2951          */
2952         return 0;
2953 }
2954
2955
2956 #ifndef DDB
2957 void
2958 Debugger(const char *msg)
2959 {
2960         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2961 }
2962 #endif /* no DDB */
2963
2964 #ifdef DDB
2965
2966 /*
2967  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2968  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2969  * called inside DDB.
2970  *
2971  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2972  */
2973
2974 #undef inb
2975 #undef outb
2976
2977 /* silence compiler warnings */
2978 u_char inb(u_int);
2979 void outb(u_int, u_char);
2980
2981 u_char
2982 inb(u_int port)
2983 {
2984         u_char  data;
2985         /*
2986          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2987          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2988          * if we tell it to load (u_short) port.
2989          */
2990         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2991         return (data);
2992 }
2993
2994 void
2995 outb(u_int port, u_char data)
2996 {
2997         u_char  al;
2998         /*
2999          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
3000          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
3001          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
3002          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
3003          */
3004         al = data;
3005         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
3006 }
3007
3008 #endif /* DDB */
3009
3010
3011
3012 /*
3013  * initialize all the SMP locks
3014  */
3015
3016 /* critical region when masking or unmasking interupts */
3017 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
3018
3019 /* lock region used by kernel profiling */
3020 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
3021
3022 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
3023 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
3024
3025 /* lock regions around the clock hardware */
3026 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
3027
3028 static void
3029 init_locks(void)
3030 {
3031         /*
3032          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
3033          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
3034          */
3035         cpu_get_initial_mplock();
3036         /* DEPRECATED */
3037         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
3038         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
3039         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
3040         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
3041
3042         /* our token pool needs to work early */
3043         lwkt_token_pool_init();
3044 }
3045
3046 boolean_t
3047 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
3048 {
3049         int cx_idx, sub;
3050
3051         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
3052         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3053                 return FALSE;
3054
3055         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3056         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3057                 return FALSE;
3058
3059         return TRUE;
3060 }
3061
3062 void
3063 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
3064 {
3065         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
3066 }
3067
3068 void
3069 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
3070 {
3071         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
3072 }
3073
3074 static int
3075 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
3076 {
3077         int old_cx_idx, sub = 0;
3078
3079         if (hint >= 0) {
3080                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
3081                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3082         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
3083                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3084         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
3085                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3086         } else {
3087                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
3088         }
3089
3090         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3091                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
3092         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
3093                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
3094         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
3095                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
3096         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
3097             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
3098                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
3099         else
3100                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
3101
3102         return old_cx_idx;
3103 }
3104
3105 static int
3106 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
3107 {
3108         int cx_idx, sub, hint;
3109         char *ptr, *start;
3110
3111         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
3112                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
3113                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
3114                 goto done;
3115         }
3116         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
3117                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
3118                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
3119                 goto done;
3120         }
3121
3122         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
3123                 return -1;
3124         start = &name[1];
3125         ptr = NULL;
3126
3127         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
3128         if (ptr == start || *ptr != '/')
3129                 return -1;
3130         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3131                 return -1;
3132
3133         start = ptr + 1;
3134         ptr = NULL;
3135
3136         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3137         if (*ptr != '\0')
3138                 return -1;
3139         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3140                 return -1;
3141
3142         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3143 done:
3144         *hint0 = hint;
3145         return cx_idx;
3146 }
3147
3148 static int
3149 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3150 {
3151         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3152                 return EOPNOTSUPP;
3153         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3154                 int error;
3155
3156                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3157                 if (error)
3158                         return error;
3159         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3160                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3161         }
3162         return 0;
3163 }
3164
3165 static int
3166 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3167     boolean_t allow_auto)
3168 {
3169         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3170         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3171
3172         hint = *hint0;
3173         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3174             allow_auto);
3175
3176         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3177         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3178                 return error;
3179
3180         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3181                 return EOPNOTSUPP;
3182
3183         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3184         if (cx_idx < 0)
3185                 return EINVAL;
3186
3187         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3188         if (error)
3189                 return error;
3190
3191         *hint0 = hint;
3192         return 0;
3193 }
3194
3195 static int
3196 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3197 {
3198         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3199         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3200
3201         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3202
3203         hint = stat->hint;
3204         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3205
3206         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3207         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3208         if (cx_idx < 0)
3209                 return EINVAL;
3210
3211         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3212         if (error)
3213                 return error;
3214
3215         stat->hint = hint;
3216         return 0;
3217 }
3218
3219 static int
3220 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3221 {
3222         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3223         int error, cx_idx, cpu;
3224         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3225
3226         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3227
3228         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3229         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3230                 return error;
3231
3232         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3233                 return EOPNOTSUPP;
3234
3235         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3236         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3237
3238         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3239         if (cx_idx < 0)
3240                 return EINVAL;
3241
3242         /* Change per-cpu CX configuration */
3243         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3244                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3245                 if (error)
3246                         return error;
3247         }
3248
3249         cpu_mwait_halt_global = hint;
3250         return 0;
3251 }
3252
3253 static int
3254 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3255 {
3256         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3257         int error;
3258
3259         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3260             &stat->hint, TRUE);
3261         return error;
3262 }
3263
3264 static int
3265 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3266 {
3267         int error;
3268
3269         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3270             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3271         return error;
3272 }
3273
3274 /*
3275  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3276  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3277  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3278  *
3279  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3280  */
3281 #if 0
3282 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3283 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3284 #endif
3285
3286 void
3287 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3288 {
3289 #if 0
3290         globaldata_t gd = mycpu;
3291         int cpu = gd->gd_cpuid;
3292         char buf[64];
3293         short *gptr;
3294         int i;
3295
3296         if (cpu <= 20) {
3297                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3298                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3299                 ++gptr;
3300
3301                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3302                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3303                     gd->gd_infomsg);
3304                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3305                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3306                 }
3307         }
3308 #if 0
3309         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3310                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3311                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3312         }
3313         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3314         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3315                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3316                         gd->gd_cpuid);
3317         }
3318         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3319                 int delta;
3320                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3321                         delta = saveticks[i] - ticks;
3322                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3323                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3324                                       gd->gd_cpuid, i);
3325                         }
3326                 }
3327         }
3328 #endif
3329 #endif
3330 }