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 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_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_msgbuf.h"
  51 #include "opt_swap.h"
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/systm.h>
  55 #include <sys/sysproto.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/linker.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/priv.h>
  62 #include <sys/buf.h>
  63 #include <sys/reboot.h>
  64 #include <sys/mbuf.h>
  65 #include <sys/msgbuf.h>
  66 #include <sys/sysent.h>
  67 #include <sys/sysctl.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/bus.h>
  70 #include <sys/usched.h>
  71 #include <sys/reg.h>
  72 #include <sys/sbuf.h>
  73 #include <sys/ctype.h>
  74 #include <sys/serialize.h>
  75 #include <sys/systimer.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89 #include <sys/mutex2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.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 #ifdef PERFMON
 110 #include <machine/perfmon.h>
 111 #endif
 112 #include <machine/cputypes.h>
 113 #include <machine/intr_machdep.h>
 114
 115 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 116 #include <bus/isa/isa_device.h>
 117 #endif
 118 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 119 #include <bus/isa/rtc.h>
 120 #include <sys/random.h>
 121 #include <sys/ptrace.h>
 122 #include <machine/sigframe.h>
 123
 124 #include <sys/machintr.h>
 125 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 126 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 127 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 128 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 129 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 130 #include <machine/mptable.h>
 131
 132 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 133
 134 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 135
 136 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 137 extern void identify_cpu(void);
 138 #if 0 /* JG */
 139 extern void finishidentcpu(void);
 140 #endif
 141 extern void panicifcpuunsupported(void);
 142
 143 static void cpu_startup(void *);
 144 static void pic_finish(void *);
 145 static void cpu_finish(void *);
 146
 147 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 148 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 149 #ifdef DIRECTIO
 150 extern void ffs_rawread_setup(void);
 151 #endif /* DIRECTIO */
 152 static void init_locks(void);
 153
 154 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 155 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
 156 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
 157
 158 #ifdef DDB
 159 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 160 #endif
 161
 162 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 163 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 164
 165 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 166 u_long  atdevbase;
 167 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 168
 169 static int cpu_mwait_halt;      /* 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, 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_C1            1
 184 #define CPU_MWAIT_C2            2
 185 #define CPU_MWAIT_C3            3
 186 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 187
 188 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 189 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 190
 191 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 192 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 193
 194 struct cpu_mwait_cx {
 195         int                     subcnt;
 196         char                    name[4];
 197         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 198         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 199 };
 200 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 201 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 202
 203 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 204 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 205 static int                      *cpu_mwait_hints;
 206
 207 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 208 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 209
 210 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 211
 212 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 213 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 214 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 215
 216 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 217 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 218
 219 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 220                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 221                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 222
 223 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 224     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 225
 226 static struct lwkt_serialize cpu_mwait_cx_slize = LWKT_SERIALIZE_INITIALIZER;
 227 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 228                     int *, boolean_t);
 229 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 230 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 231
 232 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 233     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 234 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 235     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 236 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 237     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 238
 239 long physmem = 0;
 240
 241 u_long ebda_addr = 0;
 242
 243 int imcr_present = 0;
 244
 245 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 246
 247 u_int base_memory;
 248 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 249
 250 static int
 251 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 252 {
 253         u_long pmem = ctob(physmem);
 254
 255         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 256         return (error);
 257 }
 258
 259 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 260         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 261
 262 static int
 263 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 264 {
 265         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 266                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 267         return (error);
 268 }
 269
 270 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 271         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 272
 273 static int
 274 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 275 {
 276         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 277                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 278         return (error);
 279 }
 280
 281 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 282         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 283
 284 vm_paddr_t Maxmem;
 285 vm_paddr_t Realmem;
 286
 287 /*
 288  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 289  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 290  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 291  * PHYSSEG entries.
 292  */
 293 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 294
 295 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 296 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 297
 298 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 299 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 300 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 301
 302 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 303 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 304 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 305 static struct trapframe proc0_tf;
 306
 307 static void
 308 cpu_startup(void *dummy)
 309 {
 310         caddr_t v;
 311         vm_size_t size = 0;
 312         vm_offset_t firstaddr;
 313
 314         /*
 315          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 316          */
 317         kprintf("%s", version);
 318         startrtclock();
 319         printcpuinfo();
 320         panicifcpuunsupported();
 321 #ifdef PERFMON
 322         perfmon_init();
 323 #endif
 324         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 325                 (intmax_t)Realmem,
 326                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 327         /*
 328          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 329          */
 330         if (bootverbose) {
 331                 int indx;
 332
 333                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 334                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 335                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 336
 337                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 338                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 339                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 340                                 (intmax_t)size1,
 341                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 342                 }
 343         }
 344
 345         /*
 346          * Allocate space for system data structures.
 347          * The first available kernel virtual address is in "v".
 348          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 349          * As pages of memory are allocated and cleared,
 350          * "firstaddr" is incremented.
 351          * An index into the kernel page table corresponding to the
 352          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 353          */
 354
 355         /*
 356          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 357          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 358          * addresses to the various data structures.
 359          */
 360         firstaddr = 0;
 361 again:
 362         v = (caddr_t)firstaddr;
 363
 364 #define valloc(name, type, num) \
 365             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 366 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 367             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 368
 369         /*
 370          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 371          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 372          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 373          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 374          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 375          * maxbcache bytes.
 376          *
 377          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 378          */
 379         if (nbuf == 0) {
 380                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 381                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 382
 383                 nbuf = 50;
 384                 if (kbytes > 4096)
 385                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 386                 if (kbytes > 65536)
 387                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 388                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 389                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 390         }
 391
 392         /*
 393          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 394          * kernel_map.
 395          */
 396         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 397                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 398                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 399                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 400                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 401         }
 402
 403         /*
 404          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 405          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 406          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 407          * can prevent the system from paging properly.
 408          */
 409         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 410                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 411                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 412         }
 413
 414         /*
 415          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 416          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 417          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 418          */
 419         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 420                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 421                        sizeof(struct buf) / 2;
 422                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 423                         "considerations", nbuf);
 424         }
 425
 426         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 427 #ifdef NSWBUF_MIN
 428         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 429                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 430 #endif
 431 #ifdef DIRECTIO
 432         ffs_rawread_setup();
 433 #endif
 434
 435         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 436         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 437
 438         /*
 439          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 440          */
 441         if (firstaddr == 0) {
 442                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 443                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 444                 if (firstaddr == 0)
 445                         panic("startup: no room for tables");
 446                 goto again;
 447         }
 448
 449         /*
 450          * End of second pass, addresses have been assigned
 451          *
 452          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 453          *
 454          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 455          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 456          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 457          */
 458         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 459                 panic("startup: table size inconsistency");
 460
 461         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 462                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 463                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 464         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 465                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 466         buffer_map.system_map = 1;
 467         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 468                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 469         pager_map.system_map = 1;
 470
 471 #if defined(USERCONFIG)
 472         userconfig();
 473         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 474 #endif
 475
 476         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 477                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 478                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 479                 1024 / 1024);
 480 }
 481
 482 struct cpu_idle_stat {
 483         u_long  halt;
 484         u_long  spin;
 485         u_long  repeat;
 486         u_long  repeat_last;
 487         u_long  repeat_delta;
 488         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 489 } __cachealign;
 490
 491 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 492 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 493
 494 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 495
 496 static int
 497 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 498 {
 499         int idx = arg2, cpu, error;
 500         u_long val = 0;
 501
 502         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 503                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 504                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 505         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 506                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 507                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 508         } else {
 509                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 510                     ("invalid index %d", idx));
 511                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 512                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 513         }
 514
 515         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 516         if (error || req->newptr == NULL)
 517                 return error;
 518
 519         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 520                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 521                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 522                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 523         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 524                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 525                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 526                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 527         } else {
 528                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 529                     ("invalid index %d", idx));
 530                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 531                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 532                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 533         }
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 static void
 538 cpu_mwait_attach(void)
 539 {
 540         struct sbuf sb;
 541         int hint_idx, i;
 542
 543         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
 544             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
 545                 return;
 546
 547         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 548             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 549              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 550               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 551                 int bm_sts = 1;
 552
 553                 atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble,
 554                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
 555
 556                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 557                 if (!bm_sts) {
 558                         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble,
 559                             CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
 560                 }
 561         }
 562
 563         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 564             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 565
 566         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 567                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 568                 int sub;
 569
 570                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 571
 572                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 573                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 574                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 575                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 576                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 577                         continue;
 578
 579                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 580                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 581                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 582                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 583                     "sub-state count");
 584                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 585                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 586                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 587                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 588
 589                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 590                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 591         }
 592         sbuf_trim(&sb);
 593         sbuf_finish(&sb);
 594
 595         /*
 596          * Non-deep C-states
 597          */
 598         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 599         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 600                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 601         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 602             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 603
 604         hint_idx = 0;
 605         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 606                 int j, subcnt;
 607
 608                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 609                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 610                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 611                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 612                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 613                         ++hint_idx;
 614                 }
 615         }
 616         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 617             ("mwait hint count %d != index %d",
 618              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 619
 620         if (bootverbose) {
 621                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 622                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 623                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 624
 625                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 626                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 627                             hint);
 628                 }
 629         }
 630
 631         /*
 632          * Deep C-states
 633          */
 634         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 635                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 636         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 637             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 638
 639         hint_idx = 0;
 640         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 641                 int j, subcnt;
 642
 643                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 644                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 645                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 646                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 647                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 648                         ++hint_idx;
 649                 }
 650         }
 651         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 652             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 653              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 654
 655         if (bootverbose) {
 656                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 657                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 658                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 659
 660                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 661                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 662                             hint);
 663                 }
 664         }
 665         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 666 }
 667
 668 static void
 669 cpu_finish(void *dummy __unused)
 670 {
 671         cpu_setregs();
 672         cpu_mwait_attach();
 673 }
 674
 675 static void
 676 pic_finish(void *dummy __unused)
 677 {
 678         /* Log ELCR information */
 679         elcr_dump();
 680
 681         /* Log MPTABLE information */
 682         mptable_pci_int_dump();
 683
 684         /* Finalize PCI */
 685         MachIntrABI.finalize();
 686 }
 687
 688 /*
 689  * Send an interrupt to process.
 690  *
 691  * Stack is set up to allow sigcode stored
 692  * at top to call routine, followed by kcall
 693  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 694  * resets the signal mask, the stack, and the
 695  * frame pointer, it returns to the user
 696  * specified pc, psl.
 697  */
 698 void
 699 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 700 {
 701         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 702         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 703         struct trapframe *regs;
 704         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 705         struct sigframe sf, *sfp;
 706         int oonstack;
 707         char *sp;
 708
 709         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 710         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 711
 712         /* Save user context */
 713         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 714         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 715         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 716         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 717         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 718         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 719
 720         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 721         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 722
 723         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 724         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 725             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 726                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 727                               sizeof(struct sigframe));
 728                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 729         } else {
 730                 /* We take red zone into account */
 731                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 732         }
 733
 734         /*
 735          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 736          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 737          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 738          * kernel is ok.
 739          *
 740          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 741          * context directly.
 742          */
 743         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 744
 745         /* Translate the signal is appropriate */
 746         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 747                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 748                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 749         }
 750
 751         /*
 752          * Build the argument list for the signal handler.
 753          *
 754          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 755          */
 756         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 757         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 758
 759         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 760                 /*
 761                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 762                  *
 763                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 764                  */
 765                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 766                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 767                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 768
 769                 /* fill siginfo structure */
 770                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 771                 sf.sf_si.si_code = code;
 772                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 773         } else {
 774                 /*
 775                  * Old FreeBSD-style arguments.
 776                  *
 777                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 778                  */
 779                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 780                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 781                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 782         }
 783
 784         /*
 785          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 786          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 787          * eflags.
 788          */
 789 #if 0 /* JG */
 790         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 791                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 792                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 793
 794                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 795                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 796                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 797                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 798
 799                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 800                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 801                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 802                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 803
 804                 /*
 805                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 806                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 807                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 808                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 809                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 810                  */
 811                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 812         }
 813 #endif
 814
 815         /*
 816          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 817          */
 818         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 819
 820         /*
 821          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 822          */
 823         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 824                 /*
 825                  * Something is wrong with the stack pointer.
 826                  * ...Kill the process.
 827                  */
 828                 sigexit(lp, SIGILL);
 829         }
 830
 831         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 832         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 833
 834         /*
 835          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 836          * on function entry
 837          */
 838         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 839
 840         /*
 841          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 842          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 843          * stored in-context.
 844          */
 845         regs->tf_cs = _ucodesel;
 846         regs->tf_ss = _udatasel;
 847         clear_quickret();
 848 }
 849
 850 /*
 851  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 852  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 853  * issue.
 854  *
 855  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 856  * bad idea?
 857  */
 858 int
 859 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 860 {
 861         frame->tf_cs = _ucodesel;
 862         frame->tf_ss = _udatasel;
 863         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 864         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 865         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 866
 867         return(0);
 868 }
 869
 870 /*
 871  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 872  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 873  */
 874 int
 875 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 876 {
 877         return(0);
 878 }
 879
 880 /*
 881  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 882  *
 883  * System call to cleanup state after a signal
 884  * has been taken.  Reset signal mask and
 885  * stack state from context left by sendsig (above).
 886  * Return to previous pc and psl as specified by
 887  * context left by sendsig. Check carefully to
 888  * make sure that the user has not modified the
 889  * state to gain improper privileges.
 890  *
 891  * MPSAFE
 892  */
 893 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 894 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 895
 896 int
 897 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 898 {
 899         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 900         struct trapframe *regs;
 901         ucontext_t uc;
 902         ucontext_t *ucp;
 903         register_t rflags;
 904         int cs;
 905         int error;
 906
 907         /*
 908          * We have to copy the information into kernel space so userland
 909          * can't modify it while we are sniffing it.
 910          */
 911         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 912         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 913         if (error)
 914                 return (error);
 915         ucp = &uc;
 916         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 917
 918         /* VM (8086) mode not supported */
 919         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 920
 921 #if 0 /* JG */
 922         if (eflags & PSL_VM) {
 923                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 924                 struct vm86_kernel *vm86;
 925
 926                 /*
 927                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 928                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 929                  */
 930                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 931                         return (EINVAL);
 932                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 933                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 934                         return (EINVAL);
 935
 936                 /* go back to user mode if both flags are set */
 937                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 938                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 939
 940                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 941                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 942                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 943                 } else {
 944                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 945                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 946                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 947                 }
 948                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 949                 tf->tf_eflags = eflags;
 950                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 951                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 952                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 953                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 954                 tf->tf_ds = _udatasel;
 955                 tf->tf_es = _udatasel;
 956                 tf->tf_fs = _udatasel;
 957                 tf->tf_gs = _udatasel;
 958         } else
 959 #endif
 960         {
 961                 /*
 962                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 963                  */
 964                 /*
 965                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 966                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 967                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 968                  * the signal context during signal handling and there is no
 969                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 970                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 971                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 972                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 973                  */
 974                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 975                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 976                         return(EINVAL);
 977                 }
 978
 979                 /*
 980                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 981                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 982                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 983                  */
 984                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 985                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 986                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 987                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 988                         return(EINVAL);
 989                 }
 990                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 991         }
 992
 993         /*
 994          * Restore the FPU state from the frame
 995          */
 996         crit_enter();
 997         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 998
 999         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1000                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1001         else
1002                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1003
1004         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1005         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1006         clear_quickret();
1007         crit_exit();
1008         return(EJUSTRETURN);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Machine dependent boot() routine
1013  *
1014  * I haven't seen anything to put here yet
1015  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1016  */
1017 void
1018 cpu_boot(int howto)
1019 {
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Shutdown the CPU as much as possible
1024  */
1025 void
1026 cpu_halt(void)
1027 {
1028         for (;;)
1029                 __asm__ __volatile("hlt");
1030 }
1031
1032 /*
1033  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1034  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1035  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1036  *
1037  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1038  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1039  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1040  * critical section.
1041  *
1042  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1043  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1044  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1045  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1046  *
1047  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1048  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1049  */
1050 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1051 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1052     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1053 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1054     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1055
1056 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1057     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1058 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1059     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1060
1061 static void
1062 cpu_idle_default_hook(void)
1063 {
1064         /*
1065          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1066          * following the sti.
1067          */
1068         __asm __volatile("sti; hlt");
1069 }
1070
1071 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1072 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1073
1074 static __inline int
1075 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1076 {
1077         int hint, cx_idx;
1078         u_int idx;
1079
1080         if (cpu_mwait_halt >= 0) {
1081                 hint = cpu_mwait_halt;
1082                 goto done;
1083         }
1084
1085         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1086             cpu_mwait_repeat_shift;
1087         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1088                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1089                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1090         }
1091         if (cpu_mwait_halt == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1092                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1093                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1094                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1095         } else {
1096                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1097                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1098                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1099         }
1100 done:
1101         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1102         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1103                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1104         return hint;
1105 }
1106
1107 void
1108 cpu_idle(void)
1109 {
1110         globaldata_t gd = mycpu;
1111         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1112         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1113         int reqflags;
1114         int quick;
1115
1116         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1117
1118         crit_exit();
1119         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1120
1121         for (;;) {
1122                 /*
1123                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1124                  */
1125                 lwkt_switch();
1126
1127                 /*
1128                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1129                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1130                  * splz() does the job.
1131                  *
1132                  * cpu_idle_hlt:
1133                  *      0       Never halt, just spin
1134                  *
1135                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1136                  *              This typically eats more power than the
1137                  *              ACPI halt.
1138                  *
1139                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1140                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1141                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1142                  *
1143                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1144                  *              eats the least amount of power but the cpu
1145                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1146                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1147                  *
1148                  *      4       Always use HLT.
1149                  *
1150                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1151                  *       section.
1152                  *
1153                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1154                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1155                  *       it overflows.
1156                  */
1157                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1158                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1159                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1160                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1161                         stat->repeat_last = 0;
1162                         stat->repeat_delta = 0;
1163                 }
1164                 ++stat->repeat_last;
1165
1166                 ++gd->gd_idle_repeat;
1167                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1168                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1169                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1170                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1171
1172                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1173                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1174                         splz(); /* XXX */
1175                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1176                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1177                         stat->halt++;
1178                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1179                         __asm __volatile("cli");
1180                         splz();
1181                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1182                                 if (quick)
1183                                         cpu_idle_default_hook();
1184                                 else
1185                                         cpu_idle_hook();
1186                         }
1187                         __asm __volatile("sti");
1188                         stat->halt++;
1189                 } else {
1190                         splz();
1191                         __asm __volatile("sti");
1192                         stat->spin++;
1193                 }
1194         }
1195 }
1196
1197 /*
1198  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1199  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1200  * we let it spin.
1201  */
1202 void
1203 cpu_spinlock_contested(void)
1204 {
1205         cpu_pause();
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Clear registers on exec
1210  */
1211 void
1212 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1213 {
1214         struct thread *td = curthread;
1215         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1216         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1217         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1218
1219         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1220         user_ldt_free(pcb);
1221
1222         clear_quickret();
1223         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1224         regs->tf_rip = entry;
1225         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1226         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1227         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1228         regs->tf_ss = _udatasel;
1229         regs->tf_cs = _ucodesel;
1230         regs->tf_rbx = ps_strings;
1231
1232         /*
1233          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1234          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1235          */
1236         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1237                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1238                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1239                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1240                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1241                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1242                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1243                 if (pcb == td->td_pcb) {
1244                         /*
1245                          * Clear the debug registers on the running
1246                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1247                          * the next process we switch to.
1248                          */
1249                         reset_dbregs();
1250                 }
1251                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1252         }
1253
1254         /*
1255          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1256          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1257          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1258          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1259          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1260          */
1261         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1262
1263         /*
1264          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1265          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1266          *       may panic in npxdna().
1267          */
1268         crit_enter();
1269         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1270
1271         /*
1272          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1273          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1274          *       code knows what the current MSR values are.
1275          */
1276         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1277         pcb->pcb_gsbase = 0;
1278         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1279         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1280         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1281         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1282
1283         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1284         npxinit();
1285         crit_exit();
1286
1287         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1288         pcb->pcb_es = _udatasel;
1289         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1290         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1291 }
1292
1293 void
1294 cpu_setregs(void)
1295 {
1296         register_t cr0;
1297
1298         cr0 = rcr0();
1299         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1300         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1301         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1302         load_cr0(cr0);
1303         load_gs(_udatasel);
1304 }
1305
1306 static int
1307 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1308 {
1309         int error;
1310         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1311                 req);
1312         if (!error && req->newptr)
1313                 resettodr();
1314         return (error);
1315 }
1316
1317 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1318         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1319
1320 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1321         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1322
1323 #if 0 /* JG */
1324 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1325         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1326 #endif
1327
1328 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1329         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1330
1331 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1332 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1333         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1334
1335 /*
1336  * Initialize 386 and configure to run kernel
1337  */
1338
1339 /*
1340  * Initialize segments & interrupt table
1341  */
1342
1343 int _default_ldt;
1344 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1345 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1346 #if 0 /* JG */
1347 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1348 #endif
1349
1350 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1351 struct region_descriptor r_gdt;
1352 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1353
1354 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1355 void *proc0paddr;
1356 /* JG alignment? */
1357 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1358
1359
1360 /* software prototypes -- in more palatable form */
1361 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1362 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1363 {       0x0,                    /* segment base address  */
1364         0x0,                    /* length */
1365         0,                      /* segment type */
1366         0,                      /* segment descriptor priority level */
1367         0,                      /* segment descriptor present */
1368         0,                      /* long */
1369         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1370         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1371 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1372 {       0x0,                    /* segment base address  */
1373         0xfffff,                /* length - all address space */
1374         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1375         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1376         1,                      /* segment descriptor present */
1377         1,                      /* long */
1378         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1379         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1380 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1381 {       0x0,                    /* segment base address  */
1382         0xfffff,                /* length - all address space */
1383         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1384         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1385         1,                      /* segment descriptor present */
1386         1,                      /* long */
1387         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1388         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1389 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1390 {       0x0,                    /* segment base address  */
1391         0xfffff,                /* length - all address space */
1392         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1393         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1394         1,                      /* segment descriptor present */
1395         0,                      /* long */
1396         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1397         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1398 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1399 {       0x0,                    /* segment base address  */
1400         0xfffff,                /* length - all address space */
1401         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1402         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1403         1,                      /* segment descriptor present */
1404         0,                      /* long */
1405         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1406         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1407 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1408 {       0x0,                    /* segment base address  */
1409         0xfffff,                /* length - all address space */
1410         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1411         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1412         1,                      /* segment descriptor present */
1413         1,                      /* long */
1414         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1415         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1416 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1417 {
1418         0x0,                    /* segment base address */
1419         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1420         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1421         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1422         1,                      /* segment descriptor present */
1423         0,                      /* long */
1424         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1425         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1426 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1427 {       0x0,                    /* segment base address  */
1428         0x0,                    /* length */
1429         0,                      /* segment type */
1430         0,                      /* segment descriptor priority level */
1431         0,                      /* segment descriptor present */
1432         0,                      /* long */
1433         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1434         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1435 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1436 {       0x0,                    /* segment base address  */
1437         0xfffff,                /* length - all address space */
1438         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1439         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1440         1,                      /* segment descriptor present */
1441         0,                      /* long */
1442         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1443         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1444 };
1445
1446 void
1447 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1448 {
1449         int cpu;
1450
1451         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1452                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1453
1454                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1455                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1456                 ip->gd_ist = ist;
1457                 ip->gd_xx = 0;
1458                 ip->gd_type = typ;
1459                 ip->gd_dpl = dpl;
1460                 ip->gd_p = 1;
1461                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1462         }
1463 }
1464
1465 void
1466 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1467 {
1468         struct gate_descriptor *ip;
1469
1470         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1471
1472         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1473         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1474         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1475         ip->gd_ist = ist;
1476         ip->gd_xx = 0;
1477         ip->gd_type = typ;
1478         ip->gd_dpl = dpl;
1479         ip->gd_p = 1;
1480         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1481 }
1482
1483 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1484
1485 extern inthand_t
1486         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1487         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1488         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1489         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1490         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1491         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1492
1493 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1494 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1495 #endif
1496
1497 void
1498 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1499 {
1500         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1501         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1502         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1503         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1504         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1505         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1506         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1507 }
1508
1509 void
1510 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1511 {
1512
1513         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1514         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1515         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1516         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1517         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1518         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1519         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1520         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1521         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1522         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1523 }
1524
1525 void
1526 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1527     struct system_segment_descriptor *sd)
1528 {
1529
1530         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1531         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1532         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1533         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1534         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1535         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1536         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1537         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1542  * available physical memory in the system, then test this memory and
1543  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1544  *
1545  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1546  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1547  *
1548  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1549  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1550  *
1551  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1552  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1553  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1554  *
1555  * XXX first should be vm_paddr_t.
1556  */
1557
1558 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1559 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1560         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1561         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1562         u_int32_t smapsize;
1563
1564 static void
1565 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1566 {
1567         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1568         int i, j;
1569         vm_paddr_t pa;
1570         vm_paddr_t msgbuf_size;
1571         u_long physmem_tunable;
1572         pt_entry_t *pte;
1573         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1574
1575         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1576         physmap_idx = 0;
1577
1578         /*
1579          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1580          *
1581          * subr_module.c says:
1582          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1583          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1584          */
1585         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1586             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1587         if (smapbase == NULL)
1588                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1589
1590         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1591         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1592
1593         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1594                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1595                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1596                             smap->type, smap->base, smap->length);
1597
1598                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1599                         continue;
1600
1601                 if (smap->length == 0)
1602                         continue;
1603
1604                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1605                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1606                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1607                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1608                                                 "memory region, ignoring "
1609                                                 "second region\n");
1610                                 }
1611                                 break;
1612                         }
1613                 }
1614                 if (i <= physmap_idx)
1615                         continue;
1616
1617                 Realmem += smap->length;
1618
1619                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1620                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1621                         continue;
1622                 }
1623
1624                 physmap_idx += 2;
1625                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1626                         kprintf("Too many segments in the physical "
1627                                 "address map, giving up\n");
1628                         break;
1629                 }
1630                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1631                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1632         }
1633
1634         base_memory = physmap[1] / 1024;
1635         /* make hole for AP bootstrap code */
1636         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1637
1638         /* Save EBDA address, if any */
1639         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1640         ebda_addr <<= 4;
1641
1642         /*
1643          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1644          * highest page of the physical address space.  It should be
1645          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1646          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1647          */
1648         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1649
1650 #ifdef MAXMEM
1651         Maxmem = MAXMEM / 4;
1652 #endif
1653
1654         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1655                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1656
1657         /*
1658          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1659          * in the system.
1660          */
1661         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1662                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1663
1664         /*
1665          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1666          */
1667         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1668                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1669                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1670         }
1671
1672         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1673             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1674                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1675         }
1676
1677         /*
1678          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1679          *
1680          * Mask off page 0.
1681          */
1682         pmap_bootstrap(&first);
1683         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1684
1685         /*
1686          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1687          * exceeding Maxmem.
1688          */
1689         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1690                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1691                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1692                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1693                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1694                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1695
1696                 physmap[j] = physmap[i];
1697                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1698
1699                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1700                         j += 2;
1701         }
1702         physmap_idx = j - 2;
1703
1704         /*
1705          * Align anything else used in the validation loop.
1706          */
1707         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1708
1709         /*
1710          * Size up each available chunk of physical memory.
1711          */
1712         pa_indx = 0;
1713         da_indx = 1;
1714         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1715         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1716         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1717         pte = CMAP1;
1718
1719         /*
1720          * Get dcons buffer address
1721          */
1722         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1723             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1724                 dcons_addr = 0;
1725
1726         /*
1727          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1728          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1729          * of PAGE_SIZE.
1730          */
1731         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1732                 vm_paddr_t end;
1733
1734                 end = physmap[i + 1];
1735
1736                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1737                         int tmp, page_bad, full;
1738                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1739
1740                         full = FALSE;
1741                         /*
1742                          * block out kernel memory as not available.
1743                          */
1744                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1745                                 goto do_dump_avail;
1746
1747                         /*
1748                          * block out dcons buffer
1749                          */
1750                         if (dcons_addr > 0
1751                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1752                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1753                                 goto do_dump_avail;
1754                         }
1755
1756                         page_bad = FALSE;
1757
1758                         /*
1759                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1760                          */
1761                         *pte = pa |
1762                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1763                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1764                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1765                         cpu_invltlb();
1766
1767                         tmp = *ptr;
1768                         /*
1769                          * Test for alternating 1's and 0's
1770                          */
1771                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1772                         cpu_mfence();
1773                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1774                                 page_bad = TRUE;
1775                         /*
1776                          * Test for alternating 0's and 1's
1777                          */
1778                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1779                         cpu_mfence();
1780                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1781                                 page_bad = TRUE;
1782                         /*
1783                          * Test for all 1's
1784                          */
1785                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1786                         cpu_mfence();
1787                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1788                                 page_bad = TRUE;
1789                         /*
1790                          * Test for all 0's
1791                          */
1792                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1793                         cpu_mfence();
1794                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1795                                 page_bad = TRUE;
1796                         /*
1797                          * Restore original value.
1798                          */
1799                         *ptr = tmp;
1800
1801                         /*
1802                          * Adjust array of valid/good pages.
1803                          */
1804                         if (page_bad == TRUE)
1805                                 continue;
1806                         /*
1807                          * If this good page is a continuation of the
1808                          * previous set of good pages, then just increase
1809                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1810                          * Note that "end" points one higher than end,
1811                          * making the range >= start and < end.
1812                          * If we're also doing a speculative memory
1813                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1814                          * so that we keep going. The first bad page
1815                          * will terminate the loop.
1816                          */
1817                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1818                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1819                         } else {
1820                                 pa_indx++;
1821                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1822                                         kprintf(
1823                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1824                                         pa_indx--;
1825                                         full = TRUE;
1826                                         goto do_dump_avail;
1827                                 }
1828                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1829                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1830                         }
1831                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1832 do_dump_avail:
1833                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1834                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1835                         } else {
1836                                 da_indx++;
1837                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1838                                         da_indx--;
1839                                         goto do_next;
1840                                 }
1841                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1842                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1843                         }
1844 do_next:
1845                         if (full)
1846                                 break;
1847                 }
1848         }
1849         *pte = 0;
1850         cpu_invltlb();
1851
1852         /*
1853          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1854          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1855          * calculation, etc.).
1856          */
1857         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1858
1859         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1860                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1861                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1862                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1863                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1864         }
1865
1866         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1867
1868         /* Trim off space for the message buffer. */
1869         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1870
1871         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1872
1873         /* Map the message buffer. */
1874         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1875                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1876                             phys_avail[pa_indx] + off);
1877         }
1878 }
1879
1880 struct machintr_abi MachIntrABI;
1881
1882 /*
1883  * IDT VECTORS:
1884  *      0       Divide by zero
1885  *      1       Debug
1886  *      2       NMI
1887  *      3       BreakPoint
1888  *      4       OverFlow
1889  *      5       Bound-Range
1890  *      6       Invalid OpCode
1891  *      7       Device Not Available (x87)
1892  *      8       Double-Fault
1893  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1894  *      10      Invalid-TSS
1895  *      11      Segment not present
1896  *      12      Stack
1897  *      13      General Protection
1898  *      14      Page Fault
1899  *      15      Reserved
1900  *      16      x87 FP Exception pending
1901  *      17      Alignment Check
1902  *      18      Machine Check
1903  *      19      SIMD floating point
1904  *      20-31   reserved
1905  *      32-255  INTn/external sources
1906  */
1907 u_int64_t
1908 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1909 {
1910         caddr_t kmdp;
1911         int gsel_tss, x, cpu;
1912 #if 0 /* JG */
1913         int metadata_missing, off;
1914 #endif
1915         struct mdglobaldata *gd;
1916         u_int64_t msr;
1917
1918         /*
1919          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1920          */
1921         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
1922         bzero(gd, sizeof(*gd));
1923
1924         /*
1925          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1926          * early in the boot sequence because the system assumes
1927          * that 'curthread' is never NULL.
1928          */
1929
1930         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1931         thread0.td_gd = &gd->mi;
1932
1933         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1934
1935 #if 0 /* JG */
1936         metadata_missing = 0;
1937         if (bootinfo.bi_modulep) {
1938                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1939                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1940         } else {
1941                 metadata_missing = 1;
1942         }
1943         if (bootinfo.bi_envp)
1944                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1945 #endif
1946
1947         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1948         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1949         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1950         if (kmdp == NULL)
1951                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1952         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1953         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1954 #ifdef DDB
1955         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1956         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1957 #endif
1958
1959         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1960                 bootverbose++;
1961
1962         /*
1963          * Default MachIntrABI to ICU
1964          */
1965         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1966
1967         /*
1968          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1969          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1970          */
1971         ncpus = 1;
1972         ncpus2 = 1;
1973         ncpus_fit = 1;
1974         /* Init basic tunables, hz etc */
1975         init_param1();
1976
1977         /*
1978          * make gdt memory segments
1979          */
1980         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1981                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
1982
1983         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
1984
1985         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1986                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1987                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1988         }
1989         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1990             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1991
1992         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1993         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1994         lgdt(&r_gdt);
1995
1996         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1997         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1998         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1999
2000         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2001         cpu_gdinit(gd, 0);
2002         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2003         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2004         safepri = TDPRI_MAX;
2005
2006         /* spinlocks and the BGL */
2007         init_locks();
2008
2009         /* exceptions */
2010         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2011                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2012         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2013         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2014         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2015         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2016         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2017         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2018         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2019         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2020         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2021         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2022         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2023         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2024         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2025         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2026         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2027         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2028         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2029         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2030         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2031
2032         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2033                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2034                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2035         }
2036
2037         lidt(&r_idt_arr[0]);
2038
2039         /*
2040          * Initialize the console before we print anything out.
2041          */
2042         cninit();
2043
2044 #if 0 /* JG */
2045         if (metadata_missing)
2046                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2047 #endif
2048
2049 #if     NISA >0
2050         elcr_probe();
2051         isa_defaultirq();
2052 #endif
2053         rand_initialize();
2054
2055         /*
2056          * Initialize IRQ mapping
2057          *
2058          * NOTE:
2059          * SHOULD be after elcr_probe()
2060          */
2061         MachIntrABI_ICU.initmap();
2062         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2063
2064 #ifdef DDB
2065         kdb_init();
2066         if (boothowto & RB_KDB)
2067                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2068 #endif
2069
2070 #if 0 /* JG */
2071         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2072         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2073         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2074 #endif
2075         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2076         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2077
2078         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2079         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2080         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2081         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2082
2083         /*
2084          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2085          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2086          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2087          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2088          *
2089          * NOTE:
2090          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2091          * 'cpu_feature2'
2092          */
2093         if (ioapic_enable < 0) {
2094                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2095                         ioapic_enable = 0;
2096                 else
2097                         ioapic_enable = 1;
2098         }
2099
2100         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2101         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2102                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2103                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2104         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2105         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2106
2107         /* double fault stack */
2108         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2109                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2110                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2111
2112         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2113         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2114
2115         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2116         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2117         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2118         ltr(gsel_tss);
2119
2120         /* Set up the fast syscall stuff */
2121         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2122         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2123         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2124         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2125         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2126               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2127         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2128         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2129
2130         getmemsize(kmdp, physfree);
2131         init_param2(physmem);
2132
2133         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2134
2135         /* Map the message buffer. */
2136 #if 0 /* JG */
2137         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2138                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2139 #endif
2140
2141         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2142
2143
2144         /* transfer to user mode */
2145
2146         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2147         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2148         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2149
2150         load_ds(_udatasel);
2151         load_es(_udatasel);
2152         load_fs(_udatasel);
2153
2154         /* setup proc 0's pcb */
2155         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2156         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2157         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2158         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2159
2160         /* Location of kernel stack for locore */
2161         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2166  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2167  * data space were allocated in locore.
2168  *
2169  * Note: the idlethread's cpl is 0
2170  *
2171  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2172  */
2173 void
2174 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2175 {
2176         if (cpu)
2177                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2178
2179         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2180                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2181                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2182                         0, &gd->mi);
2183         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2184         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2185         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2186         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2187 }
2188
2189 /*
2190  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2191  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2192  * checking CPU_prvspace[*].
2193  */
2194 int
2195 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2196 {
2197 #if 0
2198         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2199             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2200                 return (TRUE);
2201         }
2202 #endif
2203         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2204                 return (TRUE);
2205         return (FALSE);
2206 }
2207
2208 struct globaldata *
2209 globaldata_find(int cpu)
2210 {
2211         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2212         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2217  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2218  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2219  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2220  */
2221 int
2222 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2223 {
2224         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2225                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2226         else
2227                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2228         return (0);
2229 }
2230
2231 int
2232 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2233 {
2234         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2235         return (0);
2236 }
2237
2238 int
2239 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2240 {
2241         struct trapframe *tp;
2242
2243         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2244                 return EINVAL;
2245         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2246         return (0);
2247 }
2248
2249 int
2250 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2251 {
2252         struct trapframe *tp;
2253
2254         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2255         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2256             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2257                 return (EINVAL);
2258         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2259         clear_quickret();
2260         return (0);
2261 }
2262
2263 static void
2264 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2265 {
2266         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2267         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2268         int i;
2269
2270         /* FPU control/status */
2271         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2272         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2273         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2274         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2275         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2276         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2277         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2278         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2279
2280         /* FPU registers */
2281         for (i = 0; i < 8; ++i)
2282                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2283 }
2284
2285 static void
2286 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2287 {
2288         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2289         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2290         int i;
2291
2292         /* FPU control/status */
2293         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2294         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2295         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2296         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2297         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2298         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2299         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2300         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2301
2302         /* FPU registers */
2303         for (i = 0; i < 8; ++i)
2304                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2305 }
2306
2307 int
2308 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2309 {
2310         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2311                 return EINVAL;
2312         if (cpu_fxsr) {
2313                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2314                                 (struct save87 *)fpregs);
2315                 return (0);
2316         }
2317         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2318         return (0);
2319 }
2320
2321 int
2322 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2323 {
2324         if (cpu_fxsr) {
2325                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2326                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2327                 return (0);
2328         }
2329         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2330         return (0);
2331 }
2332
2333 int
2334 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2335 {
2336         struct pcb *pcb;
2337
2338         if (lp == NULL) {
2339                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2340                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2341                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2342                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2343                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2344                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2345                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2346                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2347                 return (0);
2348         }
2349         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2350                 return EINVAL;
2351         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2352         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2353         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2354         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2355         dbregs->dr[4] = 0;
2356         dbregs->dr[5] = 0;
2357         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2358         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2359         return (0);
2360 }
2361
2362 int
2363 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2364 {
2365         if (lp == NULL) {
2366                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2367                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2368                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2369                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2370                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2371                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2372                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2373                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2374         } else {
2375                 struct pcb *pcb;
2376                 struct ucred *ucred;
2377                 int i;
2378                 uint64_t mask1, mask2;
2379
2380                 /*
2381                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2382                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2383                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2384                  * TRCTRAP.
2385                  */
2386                 /* JG this loop looks unreadable */
2387                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2388                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2389                  */
2390                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2391                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2392                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2393                  * carried to decide if it is safe and useful to
2394                  * provide access to that capability
2395                  */
2396                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2397                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2398                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2399                                 return (EINVAL);
2400
2401                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2402                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2403
2404                 /*
2405                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2406                  * process's address space.  If a process could do this, it
2407                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2408                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2409                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2410                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2411                  * uid 0.
2412                  *
2413                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2414                  * address space is written into from within the kernel
2415                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2416                  * from within kernel mode?
2417                  */
2418
2419                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2420                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2421                                 /* dr0 is enabled */
2422                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2423                                         return (EINVAL);
2424                         }
2425
2426                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2427                                 /* dr1 is enabled */
2428                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2429                                         return (EINVAL);
2430                         }
2431
2432                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2433                                 /* dr2 is enabled */
2434                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2435                                         return (EINVAL);
2436                         }
2437
2438                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2439                                 /* dr3 is enabled */
2440                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2441                                         return (EINVAL);
2442                         }
2443                 }
2444
2445                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2446                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2447                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2448                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2449                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2450                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2451
2452                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2453         }
2454
2455         return (0);
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2460  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2461  */
2462 int
2463 user_dbreg_trap(void)
2464 {
2465         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2466         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2467         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2468         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2469         int i;
2470
2471         dr7 = rdr7();
2472         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2473                 /*
2474                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2475                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2476                  * hardware debug registers
2477                  */
2478                 return 0;
2479         }
2480
2481         nbp = 0;
2482         dr6 = rdr6();
2483         bp = dr6 & 0xf;
2484
2485         if (bp == 0) {
2486                 /*
2487                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2488                  * trap was not caused by any of the debug registers
2489                  */
2490                 return 0;
2491         }
2492
2493         /*
2494          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2495          * which ones and if any of them are user space addresses
2496          */
2497
2498         if (bp & 0x01) {
2499                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2500         }
2501         if (bp & 0x02) {
2502                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2503         }
2504         if (bp & 0x04) {
2505                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2506         }
2507         if (bp & 0x08) {
2508                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2509         }
2510
2511         for (i=0; i<nbp; i++) {
2512                 if (addr[i] <
2513                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2514                         /*
2515                          * addr[i] is in user space
2516                          */
2517                         return nbp;
2518                 }
2519         }
2520
2521         /*
2522          * None of the breakpoints are in user space.
2523          */
2524         return 0;
2525 }
2526
2527
2528 #ifndef DDB
2529 void
2530 Debugger(const char *msg)
2531 {
2532         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2533 }
2534 #endif /* no DDB */
2535
2536 #ifdef DDB
2537
2538 /*
2539  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2540  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2541  * called inside DDB.
2542  *
2543  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2544  */
2545
2546 #undef inb
2547 #undef outb
2548
2549 /* silence compiler warnings */
2550 u_char inb(u_int);
2551 void outb(u_int, u_char);
2552
2553 u_char
2554 inb(u_int port)
2555 {
2556         u_char  data;
2557         /*
2558          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2559          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2560          * if we tell it to load (u_short) port.
2561          */
2562         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2563         return (data);
2564 }
2565
2566 void
2567 outb(u_int port, u_char data)
2568 {
2569         u_char  al;
2570         /*
2571          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2572          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2573          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2574          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2575          */
2576         al = data;
2577         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2578 }
2579
2580 #endif /* DDB */
2581
2582
2583
2584 /*
2585  * initialize all the SMP locks
2586  */
2587
2588 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2589 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2590
2591 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2592 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2593
2594 /* critical region around INTR() routines */
2595 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2596
2597 /* lock region used by kernel profiling */
2598 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2599
2600 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2601 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2602
2603 /* lock regions around the clock hardware */
2604 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2605
2606 static void
2607 init_locks(void)
2608 {
2609         /*
2610          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2611          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2612          */
2613         cpu_get_initial_mplock();
2614         /* DEPRECATED */
2615         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2616         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2617         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2618         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2619         spin_lock_init(&com_spinlock);
2620         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2621
2622         /* our token pool needs to work early */
2623         lwkt_token_pool_init();
2624 }
2625
2626 boolean_t
2627 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2628 {
2629         int cx_idx, sub;
2630
2631         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2632         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2633                 return FALSE;
2634
2635         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2636         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2637                 return FALSE;
2638
2639         return TRUE;
2640 }
2641
2642 void
2643 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2644 {
2645         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2646 }
2647
2648 static int
2649 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2650     boolean_t allow_auto)
2651 {
2652         int error, cx_idx, old_cx_idx, sub = 0, hint;
2653         char name[16], *ptr, *start;
2654
2655         hint = *hint0;
2656         if (hint >= 0) {
2657                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2658                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2659         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2660                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2661         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2662                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2663         } else {
2664                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2665         }
2666
2667         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2668             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2669                 strlcpy(name, "NONE", sizeof(name));
2670         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2671                 strlcpy(name, "AUTO", sizeof(name));
2672         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2673                 strlcpy(name, "AUTODEEP", sizeof(name));
2674         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2675             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2676                 strlcpy(name, "INVALID", sizeof(name));
2677         else
2678                 ksnprintf(name, sizeof(name), "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2679
2680         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2681         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2682                 return error;
2683
2684         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2685             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2686                 return EOPNOTSUPP;
2687
2688         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2689                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2690                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2691                 goto done;
2692         }
2693         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2694                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2695                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2696                 goto done;
2697         }
2698
2699         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2700                 return EINVAL;
2701         start = &name[1];
2702         ptr = NULL;
2703
2704         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2705         if (ptr == start || *ptr != '/')
2706                 return EINVAL;
2707         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2708                 return EINVAL;
2709
2710         start = ptr + 1;
2711         ptr = NULL;
2712
2713         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2714         if (*ptr != '\0')
2715                 return EINVAL;
2716         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2717                 return EINVAL;
2718
2719         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2720 done:
2721         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2722                 return EOPNOTSUPP;
2723         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2724                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2725                 if (error)
2726                         return error;
2727         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2728                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2729         }
2730
2731         *hint0 = hint;
2732         return 0;
2733 }
2734
2735 static int
2736 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2737 {
2738         int error;
2739
2740         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2741         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2742             &cpu_mwait_halt, TRUE);
2743         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2744         return error;
2745 }
2746
2747 static int
2748 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2749 {
2750         int error;
2751
2752         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2753         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2754             &cpu_mwait_spin, FALSE);
2755         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2756         return error;
2757 }