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 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 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[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
 163
 164 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 165 u_long  atdevbase;
 166 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 167
 168 static int cpu_mwait_halt;      /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 169
 170 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 171 extern int swtch_optim_stats;
 172 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 173         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 174 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 175         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 176 #endif
 177 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 178         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt, 0, "");
 179 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 180     "monitor/mwait target state");
 181
 182 #define CPU_MWAIT_C1            1
 183 #define CPU_MWAIT_C2            2
 184 #define CPU_MWAIT_C3            3
 185 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 186
 187 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 188 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 189
 190 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 191 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 192
 193 struct cpu_mwait_cx {
 194         int                     subcnt;
 195         char                    name[4];
 196         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 197         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 198 };
 199 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 200 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 201
 202 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 203 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 204 static int                      *cpu_mwait_hints;
 205
 206 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 207 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 208
 209 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 210
 211 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 212 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 213 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 214
 215 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 216 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 217
 218 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 219                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 220                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 221
 222 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 223     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 224
 225 static struct lwkt_serialize cpu_mwait_cx_slize = LWKT_SERIALIZE_INITIALIZER;
 226 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 227                     int *, boolean_t);
 228 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 229 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 230
 231 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 232     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 233 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 234     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 235 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 236     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 237
 238 long physmem = 0;
 239
 240 u_long ebda_addr = 0;
 241
 242 int imcr_present = 0;
 243
 244 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 245
 246 u_int base_memory;
 247 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 248
 249 static int
 250 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 251 {
 252         u_long pmem = ctob(physmem);
 253
 254         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 255         return (error);
 256 }
 257
 258 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 259         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 260
 261 static int
 262 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 263 {
 264         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 265                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 266         return (error);
 267 }
 268
 269 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 270         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 271
 272 static int
 273 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 274 {
 275         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 276                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 277         return (error);
 278 }
 279
 280 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 281         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 282
 283 vm_paddr_t Maxmem;
 284 vm_paddr_t Realmem;
 285
 286 /*
 287  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 288  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 289  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 290  * PHYSSEG entries.
 291  */
 292 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 293
 294 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 295 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 296
 297 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 298 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 299 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 300
 301 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 302 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 303 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 304 static struct trapframe proc0_tf;
 305
 306 static void
 307 cpu_startup(void *dummy)
 308 {
 309         caddr_t v;
 310         vm_size_t size = 0;
 311         vm_offset_t firstaddr;
 312
 313         /*
 314          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 315          */
 316         kprintf("%s", version);
 317         startrtclock();
 318         printcpuinfo();
 319         panicifcpuunsupported();
 320 #ifdef PERFMON
 321         perfmon_init();
 322 #endif
 323         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 324                 (intmax_t)Realmem,
 325                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 326         /*
 327          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 328          */
 329         if (bootverbose) {
 330                 int indx;
 331
 332                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 333                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 334                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 335
 336                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 337                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 338                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 339                                 (intmax_t)size1,
 340                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 341                 }
 342         }
 343
 344         /*
 345          * Allocate space for system data structures.
 346          * The first available kernel virtual address is in "v".
 347          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 348          * As pages of memory are allocated and cleared,
 349          * "firstaddr" is incremented.
 350          * An index into the kernel page table corresponding to the
 351          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 352          */
 353
 354         /*
 355          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 356          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 357          * addresses to the various data structures.
 358          */
 359         firstaddr = 0;
 360 again:
 361         v = (caddr_t)firstaddr;
 362
 363 #define valloc(name, type, num) \
 364             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 365 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 366             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 367
 368         /*
 369          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 370          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 371          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 372          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 373          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 374          * maxbcache bytes.
 375          *
 376          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 377          */
 378         if (nbuf == 0) {
 379                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 380                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 381
 382                 nbuf = 50;
 383                 if (kbytes > 4096)
 384                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 385                 if (kbytes > 65536)
 386                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 387                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 388                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 389         }
 390
 391         /*
 392          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 393          * kernel_map.
 394          */
 395         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 396                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 397                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 398                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 399                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 400         }
 401
 402         /*
 403          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 404          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 405          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 406          * can prevent the system from paging properly.
 407          */
 408         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 409                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 410                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 411         }
 412
 413         /*
 414          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 415          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 416          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 417          */
 418         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 419                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 420                        sizeof(struct buf) / 2;
 421                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 422                         "considerations", nbuf);
 423         }
 424
 425         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 426 #ifdef NSWBUF_MIN
 427         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 428                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 429 #endif
 430 #ifdef DIRECTIO
 431         ffs_rawread_setup();
 432 #endif
 433
 434         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 435         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 436
 437         /*
 438          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 439          */
 440         if (firstaddr == 0) {
 441                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 442                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 443                 if (firstaddr == 0)
 444                         panic("startup: no room for tables");
 445                 goto again;
 446         }
 447
 448         /*
 449          * End of second pass, addresses have been assigned
 450          *
 451          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 452          *
 453          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 454          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 455          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 456          */
 457         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 458                 panic("startup: table size inconsistency");
 459
 460         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 461                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 462                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 463         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 464                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 465         buffer_map.system_map = 1;
 466         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 467                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 468         pager_map.system_map = 1;
 469
 470 #if defined(USERCONFIG)
 471         userconfig();
 472         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 473 #endif
 474
 475         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 476                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 477                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 478                 1024 / 1024);
 479 }
 480
 481 struct cpu_idle_stat {
 482         u_long  halt;
 483         u_long  spin;
 484         u_long  repeat;
 485         u_long  repeat_last;
 486         u_long  repeat_delta;
 487         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 488 } __cachealign;
 489
 490 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 491 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 492
 493 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 494
 495 static int
 496 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 497 {
 498         int idx = arg2, cpu, error;
 499         u_long val = 0;
 500
 501         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 502                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 503                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 504         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 505                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 506                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 507         } else {
 508                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 509                     ("invalid index %d", idx));
 510                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 511                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 512         }
 513
 514         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 515         if (error || req->newptr == NULL)
 516                 return error;
 517
 518         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 519                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 520                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 521                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 522         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 523                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 524                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 525                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 526         } else {
 527                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 528                     ("invalid index %d", idx));
 529                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 530                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 531                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 532         }
 533         return 0;
 534 }
 535
 536 static void
 537 cpu_mwait_attach(void)
 538 {
 539         struct sbuf sb;
 540         int hint_idx, i;
 541
 542         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
 543             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
 544                 return;
 545
 546         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 547             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 548              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 549               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 550                 int bm_sts = 1;
 551
 552                 atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble,
 553                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
 554
 555                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 556                 if (!bm_sts) {
 557                         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble,
 558                             CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
 559                 }
 560         }
 561
 562         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 563             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 564
 565         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 566                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 567                 int sub;
 568
 569                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 570
 571                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 572                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 573                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 574                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 575                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 576                         continue;
 577
 578                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 579                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 580                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 581                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 582                     "sub-state count");
 583                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 584                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 585                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 586                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 587
 588                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 589                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 590         }
 591         sbuf_trim(&sb);
 592         sbuf_finish(&sb);
 593
 594         /*
 595          * Non-deep C-states
 596          */
 597         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 598         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 599                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 600         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 601             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 602
 603         hint_idx = 0;
 604         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 605                 int j, subcnt;
 606
 607                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 608                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 609                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 610                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 611                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 612                         ++hint_idx;
 613                 }
 614         }
 615         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 616             ("mwait hint count %d != index %d",
 617              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 618
 619         if (bootverbose) {
 620                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 621                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 622                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 623
 624                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 625                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 626                             hint);
 627                 }
 628         }
 629
 630         /*
 631          * Deep C-states
 632          */
 633         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 634                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 635         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 636             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 637
 638         hint_idx = 0;
 639         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 640                 int j, subcnt;
 641
 642                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 643                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 644                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 645                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 646                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 647                         ++hint_idx;
 648                 }
 649         }
 650         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 651             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 652              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 653
 654         if (bootverbose) {
 655                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 656                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 657                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 658
 659                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 660                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 661                             hint);
 662                 }
 663         }
 664         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 665 }
 666
 667 static void
 668 cpu_finish(void *dummy __unused)
 669 {
 670         cpu_setregs();
 671         cpu_mwait_attach();
 672 }
 673
 674 static void
 675 pic_finish(void *dummy __unused)
 676 {
 677         /* Log ELCR information */
 678         elcr_dump();
 679
 680         /* Log MPTABLE information */
 681         mptable_pci_int_dump();
 682
 683         /* Finalize PCI */
 684         MachIntrABI.finalize();
 685 }
 686
 687 /*
 688  * Send an interrupt to process.
 689  *
 690  * Stack is set up to allow sigcode stored
 691  * at top to call routine, followed by kcall
 692  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 693  * resets the signal mask, the stack, and the
 694  * frame pointer, it returns to the user
 695  * specified pc, psl.
 696  */
 697 void
 698 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 699 {
 700         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 701         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 702         struct trapframe *regs;
 703         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 704         struct sigframe sf, *sfp;
 705         int oonstack;
 706         char *sp;
 707
 708         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 709         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 710
 711         /* Save user context */
 712         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 713         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 714         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 715         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 716         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 717         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 718
 719         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 720         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 721
 722         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 723         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 724             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 725                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 726                               sizeof(struct sigframe));
 727                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 728         } else {
 729                 /* We take red zone into account */
 730                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 731         }
 732
 733         /*
 734          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 735          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 736          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 737          * kernel is ok.
 738          *
 739          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 740          * context directly.
 741          */
 742         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 743
 744         /* Translate the signal is appropriate */
 745         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 746                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 747                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 748         }
 749
 750         /*
 751          * Build the argument list for the signal handler.
 752          *
 753          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 754          */
 755         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 756         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 757
 758         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 759                 /*
 760                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 761                  *
 762                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 763                  */
 764                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 765                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 766                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 767
 768                 /* fill siginfo structure */
 769                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 770                 sf.sf_si.si_code = code;
 771                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 772         } else {
 773                 /*
 774                  * Old FreeBSD-style arguments.
 775                  *
 776                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 777                  */
 778                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 779                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 780                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 781         }
 782
 783         /*
 784          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 785          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 786          * eflags.
 787          */
 788 #if JG
 789         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 790                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 791                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 792
 793                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 794                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 795                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 796                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 797
 798                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 799                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 800                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 801                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 802
 803                 /*
 804                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 805                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 806                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 807                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 808                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 809                  */
 810                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 811         }
 812 #endif
 813
 814         /*
 815          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 816          */
 817         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 818
 819         /*
 820          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 821          */
 822         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 823                 /*
 824                  * Something is wrong with the stack pointer.
 825                  * ...Kill the process.
 826                  */
 827                 sigexit(lp, SIGILL);
 828         }
 829
 830         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 831         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 832
 833         /*
 834          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 835          * on function entry
 836          */
 837         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 838
 839         /*
 840          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 841          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 842          * stored in-context.
 843          */
 844         regs->tf_cs = _ucodesel;
 845         regs->tf_ss = _udatasel;
 846         clear_quickret();
 847 }
 848
 849 /*
 850  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 851  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 852  * issue.
 853  *
 854  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 855  * bad idea?
 856  */
 857 int
 858 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 859 {
 860         frame->tf_cs = _ucodesel;
 861         frame->tf_ss = _udatasel;
 862         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 863         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 864         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 865
 866         return(0);
 867 }
 868
 869 /*
 870  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 871  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 872  */
 873 int
 874 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 875 {
 876         return(0);
 877 }
 878
 879 /*
 880  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 881  *
 882  * System call to cleanup state after a signal
 883  * has been taken.  Reset signal mask and
 884  * stack state from context left by sendsig (above).
 885  * Return to previous pc and psl as specified by
 886  * context left by sendsig. Check carefully to
 887  * make sure that the user has not modified the
 888  * state to gain improper privileges.
 889  *
 890  * MPSAFE
 891  */
 892 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 893 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 894
 895 int
 896 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 897 {
 898         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 899         struct trapframe *regs;
 900         ucontext_t uc;
 901         ucontext_t *ucp;
 902         register_t rflags;
 903         int cs;
 904         int error;
 905
 906         /*
 907          * We have to copy the information into kernel space so userland
 908          * can't modify it while we are sniffing it.
 909          */
 910         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 911         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 912         if (error)
 913                 return (error);
 914         ucp = &uc;
 915         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 916
 917         /* VM (8086) mode not supported */
 918         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 919
 920 #if JG
 921         if (eflags & PSL_VM) {
 922                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 923                 struct vm86_kernel *vm86;
 924
 925                 /*
 926                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 927                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 928                  */
 929                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 930                         return (EINVAL);
 931                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 932                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 933                         return (EINVAL);
 934
 935                 /* go back to user mode if both flags are set */
 936                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 937                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 938
 939                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 940                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 941                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 942                 } else {
 943                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 944                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 945                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 946                 }
 947                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 948                 tf->tf_eflags = eflags;
 949                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 950                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 951                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 952                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 953                 tf->tf_ds = _udatasel;
 954                 tf->tf_es = _udatasel;
 955                 tf->tf_fs = _udatasel;
 956                 tf->tf_gs = _udatasel;
 957         } else
 958 #endif
 959         {
 960                 /*
 961                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 962                  */
 963                 /*
 964                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 965                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 966                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 967                  * the signal context during signal handling and there is no
 968                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 969                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 970                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 971                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 972                  */
 973                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 974                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 975                         return(EINVAL);
 976                 }
 977
 978                 /*
 979                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 980                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 981                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 982                  */
 983                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 984                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 985                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 986                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 987                         return(EINVAL);
 988                 }
 989                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 990         }
 991
 992         /*
 993          * Restore the FPU state from the frame
 994          */
 995         crit_enter();
 996         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 997
 998         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 999                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1000         else
1001                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1002
1003         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1004         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1005         clear_quickret();
1006         crit_exit();
1007         return(EJUSTRETURN);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Machine dependent boot() routine
1012  *
1013  * I haven't seen anything to put here yet
1014  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1015  */
1016 void
1017 cpu_boot(int howto)
1018 {
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Shutdown the CPU as much as possible
1023  */
1024 void
1025 cpu_halt(void)
1026 {
1027         for (;;)
1028                 __asm__ __volatile("hlt");
1029 }
1030
1031 /*
1032  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1033  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1034  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1035  *
1036  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1037  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1038  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1039  * critical section.
1040  *
1041  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1042  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1043  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1044  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1045  *
1046  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1047  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1048  */
1049 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1050 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1051     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1052 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1053     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1054
1055 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1056     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1057 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1058     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1059
1060 static void
1061 cpu_idle_default_hook(void)
1062 {
1063         /*
1064          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1065          * following the sti.
1066          */
1067         __asm __volatile("sti; hlt");
1068 }
1069
1070 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1071 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1072
1073 static __inline int
1074 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1075 {
1076         int hint, cx_idx;
1077         u_int idx;
1078
1079         if (cpu_mwait_halt >= 0) {
1080                 hint = cpu_mwait_halt;
1081                 goto done;
1082         }
1083
1084         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1085             cpu_mwait_repeat_shift;
1086         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1087                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1088                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1089         }
1090         if (cpu_mwait_halt == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1091                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1092                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1093                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1094         } else {
1095                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1096                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1097                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1098         }
1099 done:
1100         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1101         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1102                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1103         return hint;
1104 }
1105
1106 void
1107 cpu_idle(void)
1108 {
1109         globaldata_t gd = mycpu;
1110         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1111         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1112         int reqflags;
1113         int quick;
1114
1115         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1116
1117         crit_exit();
1118         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1119
1120         for (;;) {
1121                 /*
1122                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1123                  */
1124                 lwkt_switch();
1125
1126                 /*
1127                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1128                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1129                  * splz() does the job.
1130                  *
1131                  * cpu_idle_hlt:
1132                  *      0       Never halt, just spin
1133                  *
1134                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1135                  *              This typically eats more power than the
1136                  *              ACPI halt.
1137                  *
1138                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1139                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1140                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1141                  *
1142                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1143                  *              eats the least amount of power but the cpu
1144                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1145                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1146                  *
1147                  *      4       Always use HLT.
1148                  *
1149                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1150                  *       section.
1151                  *
1152                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1153                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1154                  *       it overflows.
1155                  */
1156                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1157                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1158                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1159                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1160                         stat->repeat_last = 0;
1161                         stat->repeat_delta = 0;
1162                 }
1163                 ++stat->repeat_last;
1164
1165                 ++gd->gd_idle_repeat;
1166                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1167                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1168                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1169                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1170
1171                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1172                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1173                         splz(); /* XXX */
1174                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1175                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1176                         stat->halt++;
1177                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1178                         __asm __volatile("cli");
1179                         splz();
1180                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1181                                 if (quick)
1182                                         cpu_idle_default_hook();
1183                                 else
1184                                         cpu_idle_hook();
1185                         }
1186                         __asm __volatile("sti");
1187                         stat->halt++;
1188                 } else {
1189                         splz();
1190                         __asm __volatile("sti");
1191                         stat->spin++;
1192                 }
1193         }
1194 }
1195
1196 /*
1197  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1198  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1199  * we let it spin.
1200  */
1201 void
1202 cpu_spinlock_contested(void)
1203 {
1204         cpu_pause();
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Clear registers on exec
1209  */
1210 void
1211 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1212 {
1213         struct thread *td = curthread;
1214         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1215         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1216         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1217
1218         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1219         user_ldt_free(pcb);
1220
1221         clear_quickret();
1222         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1223         regs->tf_rip = entry;
1224         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1225         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1226         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1227         regs->tf_ss = _udatasel;
1228         regs->tf_cs = _ucodesel;
1229         regs->tf_rbx = ps_strings;
1230
1231         /*
1232          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1233          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1234          */
1235         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1236                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1237                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1238                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1239                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1240                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1241                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1242                 if (pcb == td->td_pcb) {
1243                         /*
1244                          * Clear the debug registers on the running
1245                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1246                          * the next process we switch to.
1247                          */
1248                         reset_dbregs();
1249                 }
1250                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1251         }
1252
1253         /*
1254          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1255          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1256          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1257          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1258          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1259          */
1260         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1261
1262         /*
1263          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1264          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1265          *       may panic in npxdna().
1266          */
1267         crit_enter();
1268         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1269
1270         /*
1271          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1272          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1273          *       code knows what the current MSR values are.
1274          */
1275         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1276         pcb->pcb_gsbase = 0;
1277         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1278         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1279         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1280         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1281
1282         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1283         npxinit();
1284         crit_exit();
1285
1286         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1287         pcb->pcb_es = _udatasel;
1288         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1289         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1290 }
1291
1292 void
1293 cpu_setregs(void)
1294 {
1295         register_t cr0;
1296
1297         cr0 = rcr0();
1298         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1299         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1300         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1301         load_cr0(cr0);
1302         load_gs(_udatasel);
1303 }
1304
1305 static int
1306 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1307 {
1308         int error;
1309         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1310                 req);
1311         if (!error && req->newptr)
1312                 resettodr();
1313         return (error);
1314 }
1315
1316 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1317         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1318
1319 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1320         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1321
1322 #if JG
1323 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1324         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1325 #endif
1326
1327 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1328         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1329
1330 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1331 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1332         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1333
1334 /*
1335  * Initialize 386 and configure to run kernel
1336  */
1337
1338 /*
1339  * Initialize segments & interrupt table
1340  */
1341
1342 int _default_ldt;
1343 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1344 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1345 #if JG
1346 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1347 #endif
1348
1349 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1350 struct region_descriptor r_gdt;
1351 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1352
1353 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1354 void *proc0paddr;
1355 /* JG alignment? */
1356 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1357
1358
1359 /* software prototypes -- in more palatable form */
1360 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1361 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1362 {       0x0,                    /* segment base address  */
1363         0x0,                    /* length */
1364         0,                      /* segment type */
1365         0,                      /* segment descriptor priority level */
1366         0,                      /* segment descriptor present */
1367         0,                      /* long */
1368         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1369         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1370 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1371 {       0x0,                    /* segment base address  */
1372         0xfffff,                /* length - all address space */
1373         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1374         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1375         1,                      /* segment descriptor present */
1376         1,                      /* long */
1377         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1378         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1379 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1380 {       0x0,                    /* segment base address  */
1381         0xfffff,                /* length - all address space */
1382         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1383         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1384         1,                      /* segment descriptor present */
1385         1,                      /* long */
1386         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1387         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1388 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1389 {       0x0,                    /* segment base address  */
1390         0xfffff,                /* length - all address space */
1391         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1392         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1393         1,                      /* segment descriptor present */
1394         0,                      /* long */
1395         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1396         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1397 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1398 {       0x0,                    /* segment base address  */
1399         0xfffff,                /* length - all address space */
1400         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1401         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1402         1,                      /* segment descriptor present */
1403         0,                      /* long */
1404         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1405         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1406 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1407 {       0x0,                    /* segment base address  */
1408         0xfffff,                /* length - all address space */
1409         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1410         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1411         1,                      /* segment descriptor present */
1412         1,                      /* long */
1413         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1414         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1415 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1416 {
1417         0x0,                    /* segment base address */
1418         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1419         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1420         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1421         1,                      /* segment descriptor present */
1422         0,                      /* long */
1423         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1424         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1425 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1426 {       0x0,                    /* segment base address  */
1427         0x0,                    /* length */
1428         0,                      /* segment type */
1429         0,                      /* segment descriptor priority level */
1430         0,                      /* segment descriptor present */
1431         0,                      /* long */
1432         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1433         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1434 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1435 {       0x0,                    /* segment base address  */
1436         0xfffff,                /* length - all address space */
1437         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1438         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1439         1,                      /* segment descriptor present */
1440         0,                      /* long */
1441         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1442         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1443 };
1444
1445 void
1446 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1447 {
1448         int cpu;
1449
1450         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1451                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1452
1453                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1454                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1455                 ip->gd_ist = ist;
1456                 ip->gd_xx = 0;
1457                 ip->gd_type = typ;
1458                 ip->gd_dpl = dpl;
1459                 ip->gd_p = 1;
1460                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1461         }
1462 }
1463
1464 void
1465 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1466 {
1467         struct gate_descriptor *ip;
1468
1469         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1470
1471         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1472         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1473         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1474         ip->gd_ist = ist;
1475         ip->gd_xx = 0;
1476         ip->gd_type = typ;
1477         ip->gd_dpl = dpl;
1478         ip->gd_p = 1;
1479         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1480 }
1481
1482 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1483
1484 extern inthand_t
1485         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1486         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1487         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1488         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1489         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1490         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1491
1492 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1493 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1494 #endif
1495
1496 void
1497 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1498 {
1499         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1500         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1501         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1502         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1503         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1504         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1505         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1506 }
1507
1508 void
1509 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1510 {
1511
1512         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1513         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1514         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1515         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1516         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1517         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1518         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1519         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1520         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1521         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1522 }
1523
1524 void
1525 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1526     struct system_segment_descriptor *sd)
1527 {
1528
1529         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1530         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1531         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1532         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1533         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1534         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1535         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1536         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1537 }
1538
1539 /*
1540  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1541  * available physical memory in the system, then test this memory and
1542  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1543  *
1544  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1545  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1546  *
1547  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1548  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1549  *
1550  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1551  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1552  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1553  *
1554  * XXX first should be vm_paddr_t.
1555  */
1556
1557 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1558 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1559         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1560         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1561         u_int32_t smapsize;
1562
1563 static void
1564 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1565 {
1566         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1567         int i, j;
1568         vm_paddr_t pa;
1569         vm_paddr_t msgbuf_size;
1570         u_long physmem_tunable;
1571         pt_entry_t *pte;
1572         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1573
1574         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1575         physmap_idx = 0;
1576
1577         /*
1578          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1579          *
1580          * subr_module.c says:
1581          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1582          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1583          */
1584         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1585             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1586         if (smapbase == NULL)
1587                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1588
1589         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1590         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1591
1592         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1593                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1594                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1595                             smap->type, smap->base, smap->length);
1596
1597                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1598                         continue;
1599
1600                 if (smap->length == 0)
1601                         continue;
1602
1603                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1604                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1605                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1606                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1607                                                 "memory region, ignoring "
1608                                                 "second region\n");
1609                                 }
1610                                 break;
1611                         }
1612                 }
1613                 if (i <= physmap_idx)
1614                         continue;
1615
1616                 Realmem += smap->length;
1617
1618                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1619                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1620                         continue;
1621                 }
1622
1623                 physmap_idx += 2;
1624                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1625                         kprintf("Too many segments in the physical "
1626                                 "address map, giving up\n");
1627                         break;
1628                 }
1629                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1630                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1631         }
1632
1633         base_memory = physmap[1] / 1024;
1634         /* make hole for AP bootstrap code */
1635         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1636
1637         /* Save EBDA address, if any */
1638         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1639         ebda_addr <<= 4;
1640
1641         /*
1642          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1643          * highest page of the physical address space.  It should be
1644          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1645          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1646          */
1647         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1648
1649 #ifdef MAXMEM
1650         Maxmem = MAXMEM / 4;
1651 #endif
1652
1653         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1654                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1655
1656         /*
1657          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1658          * in the system.
1659          */
1660         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1661                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1662
1663         /*
1664          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1665          */
1666         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1667                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1668                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1669         }
1670
1671         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1672             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1673                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1674         }
1675
1676         /*
1677          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1678          *
1679          * Mask off page 0.
1680          */
1681         pmap_bootstrap(&first);
1682         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1683
1684         /*
1685          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1686          * exceeding Maxmem.
1687          */
1688         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1689                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1690                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1691                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1692                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1693                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1694
1695                 physmap[j] = physmap[i];
1696                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1697
1698                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1699                         j += 2;
1700         }
1701         physmap_idx = j - 2;
1702
1703         /*
1704          * Align anything else used in the validation loop.
1705          */
1706         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1707
1708         /*
1709          * Size up each available chunk of physical memory.
1710          */
1711         pa_indx = 0;
1712         da_indx = 1;
1713         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1714         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1715         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1716         pte = CMAP1;
1717
1718         /*
1719          * Get dcons buffer address
1720          */
1721         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1722             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1723                 dcons_addr = 0;
1724
1725         /*
1726          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1727          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1728          * of PAGE_SIZE.
1729          */
1730         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1731                 vm_paddr_t end;
1732
1733                 end = physmap[i + 1];
1734
1735                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1736                         int tmp, page_bad, full;
1737                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1738
1739                         full = FALSE;
1740                         /*
1741                          * block out kernel memory as not available.
1742                          */
1743                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1744                                 goto do_dump_avail;
1745
1746                         /*
1747                          * block out dcons buffer
1748                          */
1749                         if (dcons_addr > 0
1750                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1751                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1752                                 goto do_dump_avail;
1753                         }
1754
1755                         page_bad = FALSE;
1756
1757                         /*
1758                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1759                          */
1760                         *pte = pa |
1761                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1762                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1763                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1764                         cpu_invltlb();
1765
1766                         tmp = *ptr;
1767                         /*
1768                          * Test for alternating 1's and 0's
1769                          */
1770                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1771                         cpu_mfence();
1772                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1773                                 page_bad = TRUE;
1774                         /*
1775                          * Test for alternating 0's and 1's
1776                          */
1777                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1778                         cpu_mfence();
1779                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1780                                 page_bad = TRUE;
1781                         /*
1782                          * Test for all 1's
1783                          */
1784                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1785                         cpu_mfence();
1786                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1787                                 page_bad = TRUE;
1788                         /*
1789                          * Test for all 0's
1790                          */
1791                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1792                         cpu_mfence();
1793                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1794                                 page_bad = TRUE;
1795                         /*
1796                          * Restore original value.
1797                          */
1798                         *ptr = tmp;
1799
1800                         /*
1801                          * Adjust array of valid/good pages.
1802                          */
1803                         if (page_bad == TRUE)
1804                                 continue;
1805                         /*
1806                          * If this good page is a continuation of the
1807                          * previous set of good pages, then just increase
1808                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1809                          * Note that "end" points one higher than end,
1810                          * making the range >= start and < end.
1811                          * If we're also doing a speculative memory
1812                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1813                          * so that we keep going. The first bad page
1814                          * will terminate the loop.
1815                          */
1816                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1817                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1818                         } else {
1819                                 pa_indx++;
1820                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1821                                         kprintf(
1822                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1823                                         pa_indx--;
1824                                         full = TRUE;
1825                                         goto do_dump_avail;
1826                                 }
1827                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1828                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1829                         }
1830                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1831 do_dump_avail:
1832                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1833                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1834                         } else {
1835                                 da_indx++;
1836                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1837                                         da_indx--;
1838                                         goto do_next;
1839                                 }
1840                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1841                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1842                         }
1843 do_next:
1844                         if (full)
1845                                 break;
1846                 }
1847         }
1848         *pte = 0;
1849         cpu_invltlb();
1850
1851         /*
1852          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1853          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1854          * calculation, etc.).
1855          */
1856         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1857
1858         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1859                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1860                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1861                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1862                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1863         }
1864
1865         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1866
1867         /* Trim off space for the message buffer. */
1868         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1869
1870         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1871
1872         /* Map the message buffer. */
1873         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1874                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1875                             phys_avail[pa_indx] + off);
1876         }
1877 }
1878
1879 struct machintr_abi MachIntrABI;
1880
1881 /*
1882  * IDT VECTORS:
1883  *      0       Divide by zero
1884  *      1       Debug
1885  *      2       NMI
1886  *      3       BreakPoint
1887  *      4       OverFlow
1888  *      5       Bound-Range
1889  *      6       Invalid OpCode
1890  *      7       Device Not Available (x87)
1891  *      8       Double-Fault
1892  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1893  *      10      Invalid-TSS
1894  *      11      Segment not present
1895  *      12      Stack
1896  *      13      General Protection
1897  *      14      Page Fault
1898  *      15      Reserved
1899  *      16      x87 FP Exception pending
1900  *      17      Alignment Check
1901  *      18      Machine Check
1902  *      19      SIMD floating point
1903  *      20-31   reserved
1904  *      32-255  INTn/external sources
1905  */
1906 u_int64_t
1907 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1908 {
1909         caddr_t kmdp;
1910         int gsel_tss, x, cpu;
1911 #if JG
1912         int metadata_missing, off;
1913 #endif
1914         struct mdglobaldata *gd;
1915         u_int64_t msr;
1916
1917         /*
1918          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1919          */
1920         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1921         bzero(gd, sizeof(*gd));
1922
1923         /*
1924          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1925          * early in the boot sequence because the system assumes
1926          * that 'curthread' is never NULL.
1927          */
1928
1929         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1930         thread0.td_gd = &gd->mi;
1931
1932         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1933
1934 #if JG
1935         metadata_missing = 0;
1936         if (bootinfo.bi_modulep) {
1937                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1938                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1939         } else {
1940                 metadata_missing = 1;
1941         }
1942         if (bootinfo.bi_envp)
1943                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1944 #endif
1945
1946         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1947         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1948         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1949         if (kmdp == NULL)
1950                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1951         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1952         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1953 #ifdef DDB
1954         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1955         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1956 #endif
1957
1958         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1959                 bootverbose++;
1960
1961         /*
1962          * Default MachIntrABI to ICU
1963          */
1964         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1965
1966         /*
1967          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1968          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1969          */
1970         ncpus = 1;
1971         ncpus2 = 1;
1972         ncpus_fit = 1;
1973         /* Init basic tunables, hz etc */
1974         init_param1();
1975
1976         /*
1977          * make gdt memory segments
1978          */
1979         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1980                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1981
1982         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1983
1984         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1985                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1986                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1987         }
1988         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1989             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1990
1991         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1992         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1993         lgdt(&r_gdt);
1994
1995         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1996         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1997         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1998
1999         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2000         cpu_gdinit(gd, 0);
2001         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2002         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2003         safepri = TDPRI_MAX;
2004
2005         /* spinlocks and the BGL */
2006         init_locks();
2007
2008         /* exceptions */
2009         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2010                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2011         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2012         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2013         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2014         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2015         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2016         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2017         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2018         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2019         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2020         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2021         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2022         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2023         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2024         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2025         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2026         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2027         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2028         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2029         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2030
2031         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2032                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2033                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2034         }
2035
2036         lidt(&r_idt_arr[0]);
2037
2038         /*
2039          * Initialize the console before we print anything out.
2040          */
2041         cninit();
2042
2043 #if JG
2044         if (metadata_missing)
2045                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2046 #endif
2047
2048 #if     NISA >0
2049         elcr_probe();
2050         isa_defaultirq();
2051 #endif
2052         rand_initialize();
2053
2054         /*
2055          * Initialize IRQ mapping
2056          *
2057          * NOTE:
2058          * SHOULD be after elcr_probe()
2059          */
2060         MachIntrABI_ICU.initmap();
2061         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2062
2063 #ifdef DDB
2064         kdb_init();
2065         if (boothowto & RB_KDB)
2066                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2067 #endif
2068
2069 #if JG
2070         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2071         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2072         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2073 #endif
2074         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2075         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2076
2077         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2078         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2079         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2080
2081         /*
2082          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2083          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2084          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2085          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2086          *
2087          * NOTE:
2088          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2089          * 'cpu_feature2'
2090          */
2091         if (ioapic_enable < 0) {
2092                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2093                         ioapic_enable = 0;
2094                 else
2095                         ioapic_enable = 1;
2096         }
2097
2098         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2099         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2100                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2101                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2102         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2103         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2104
2105         /* double fault stack */
2106         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2107                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2108                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2109
2110         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2111         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2112
2113         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2114         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2115         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2116         ltr(gsel_tss);
2117
2118         /* Set up the fast syscall stuff */
2119         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2120         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2121         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2122         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2123         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2124               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2125         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2126         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2127
2128         getmemsize(kmdp, physfree);
2129         init_param2(physmem);
2130
2131         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2132
2133         /* Map the message buffer. */
2134 #if JG
2135         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2136                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2137 #endif
2138
2139         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2140
2141
2142         /* transfer to user mode */
2143
2144         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2145         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2146         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2147
2148         load_ds(_udatasel);
2149         load_es(_udatasel);
2150         load_fs(_udatasel);
2151
2152         /* setup proc 0's pcb */
2153         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2154         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2155         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2156         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2157
2158         /* Location of kernel stack for locore */
2159         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2164  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2165  * data space were allocated in locore.
2166  *
2167  * Note: the idlethread's cpl is 0
2168  *
2169  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2170  */
2171 void
2172 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2173 {
2174         if (cpu)
2175                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2176
2177         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2178                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2179                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2180                         0, &gd->mi);
2181         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2182         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2183         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2184         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2185 }
2186
2187 int
2188 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2189 {
2190         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2191             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2192                 return (TRUE);
2193         }
2194         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2195                 return (TRUE);
2196         return (FALSE);
2197 }
2198
2199 struct globaldata *
2200 globaldata_find(int cpu)
2201 {
2202         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2203         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2204 }
2205
2206 int
2207 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2208 {
2209         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
2210         return (0);
2211 }
2212
2213 int
2214 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2215 {
2216         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2217         return (0);
2218 }
2219
2220 int
2221 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2222 {
2223         struct trapframe *tp;
2224
2225         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2226                 return EINVAL;
2227         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2228         return (0);
2229 }
2230
2231 int
2232 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2233 {
2234         struct trapframe *tp;
2235
2236         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2237         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2238             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2239                 return (EINVAL);
2240         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2241         clear_quickret();
2242         return (0);
2243 }
2244
2245 static void
2246 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2247 {
2248         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2249         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2250         int i;
2251
2252         /* FPU control/status */
2253         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2254         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2255         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2256         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2257         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2258         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2259         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2260         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2261
2262         /* FPU registers */
2263         for (i = 0; i < 8; ++i)
2264                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2265 }
2266
2267 static void
2268 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2269 {
2270         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2271         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2272         int i;
2273
2274         /* FPU control/status */
2275         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2276         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2277         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2278         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2279         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2280         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2281         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2282         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2283
2284         /* FPU registers */
2285         for (i = 0; i < 8; ++i)
2286                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2287 }
2288
2289 int
2290 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2291 {
2292         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2293                 return EINVAL;
2294         if (cpu_fxsr) {
2295                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2296                                 (struct save87 *)fpregs);
2297                 return (0);
2298         }
2299         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2300         return (0);
2301 }
2302
2303 int
2304 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2305 {
2306         if (cpu_fxsr) {
2307                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2308                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2309                 return (0);
2310         }
2311         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2312         return (0);
2313 }
2314
2315 int
2316 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2317 {
2318         struct pcb *pcb;
2319
2320         if (lp == NULL) {
2321                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2322                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2323                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2324                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2325                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2326                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2327                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2328                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2329                 return (0);
2330         }
2331         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2332                 return EINVAL;
2333         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2334         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2335         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2336         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2337         dbregs->dr[4] = 0;
2338         dbregs->dr[5] = 0;
2339         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2340         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2341         return (0);
2342 }
2343
2344 int
2345 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2346 {
2347         if (lp == NULL) {
2348                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2349                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2350                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2351                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2352                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2353                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2354                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2355                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2356         } else {
2357                 struct pcb *pcb;
2358                 struct ucred *ucred;
2359                 int i;
2360                 uint64_t mask1, mask2;
2361
2362                 /*
2363                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2364                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2365                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2366                  * TRCTRAP.
2367                  */
2368                 /* JG this loop looks unreadable */
2369                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2370                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2371                  */
2372                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2373                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2374                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2375                  * carried to decide if it is safe and useful to
2376                  * provide access to that capability
2377                  */
2378                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2379                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2380                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2381                                 return (EINVAL);
2382
2383                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2384                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2385
2386                 /*
2387                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2388                  * process's address space.  If a process could do this, it
2389                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2390                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2391                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2392                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2393                  * uid 0.
2394                  *
2395                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2396                  * address space is written into from within the kernel
2397                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2398                  * from within kernel mode?
2399                  */
2400
2401                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2402                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2403                                 /* dr0 is enabled */
2404                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2405                                         return (EINVAL);
2406                         }
2407
2408                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2409                                 /* dr1 is enabled */
2410                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2411                                         return (EINVAL);
2412                         }
2413
2414                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2415                                 /* dr2 is enabled */
2416                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2417                                         return (EINVAL);
2418                         }
2419
2420                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2421                                 /* dr3 is enabled */
2422                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2423                                         return (EINVAL);
2424                         }
2425                 }
2426
2427                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2428                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2429                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2430                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2431                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2432                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2433
2434                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2435         }
2436
2437         return (0);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2442  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2443  */
2444 int
2445 user_dbreg_trap(void)
2446 {
2447         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2448         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2449         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2450         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2451         int i;
2452
2453         dr7 = rdr7();
2454         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2455                 /*
2456                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2457                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2458                  * hardware debug registers
2459                  */
2460                 return 0;
2461         }
2462
2463         nbp = 0;
2464         dr6 = rdr6();
2465         bp = dr6 & 0xf;
2466
2467         if (bp == 0) {
2468                 /*
2469                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2470                  * trap was not caused by any of the debug registers
2471                  */
2472                 return 0;
2473         }
2474
2475         /*
2476          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2477          * which ones and if any of them are user space addresses
2478          */
2479
2480         if (bp & 0x01) {
2481                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2482         }
2483         if (bp & 0x02) {
2484                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2485         }
2486         if (bp & 0x04) {
2487                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2488         }
2489         if (bp & 0x08) {
2490                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2491         }
2492
2493         for (i=0; i<nbp; i++) {
2494                 if (addr[i] <
2495                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2496                         /*
2497                          * addr[i] is in user space
2498                          */
2499                         return nbp;
2500                 }
2501         }
2502
2503         /*
2504          * None of the breakpoints are in user space.
2505          */
2506         return 0;
2507 }
2508
2509
2510 #ifndef DDB
2511 void
2512 Debugger(const char *msg)
2513 {
2514         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2515 }
2516 #endif /* no DDB */
2517
2518 #ifdef DDB
2519
2520 /*
2521  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2522  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2523  * called inside DDB.
2524  *
2525  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2526  */
2527
2528 #undef inb
2529 #undef outb
2530
2531 /* silence compiler warnings */
2532 u_char inb(u_int);
2533 void outb(u_int, u_char);
2534
2535 u_char
2536 inb(u_int port)
2537 {
2538         u_char  data;
2539         /*
2540          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2541          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2542          * if we tell it to load (u_short) port.
2543          */
2544         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2545         return (data);
2546 }
2547
2548 void
2549 outb(u_int port, u_char data)
2550 {
2551         u_char  al;
2552         /*
2553          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2554          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2555          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2556          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2557          */
2558         al = data;
2559         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2560 }
2561
2562 #endif /* DDB */
2563
2564
2565
2566 /*
2567  * initialize all the SMP locks
2568  */
2569
2570 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2571 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2572
2573 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2574 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2575
2576 /* critical region around INTR() routines */
2577 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2578
2579 /* lock region used by kernel profiling */
2580 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2581
2582 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2583 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2584
2585 /* lock regions around the clock hardware */
2586 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2587
2588 static void
2589 init_locks(void)
2590 {
2591         /*
2592          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2593          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2594          */
2595         cpu_get_initial_mplock();
2596         /* DEPRECATED */
2597         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2598         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2599         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2600         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2601         spin_lock_init(&com_spinlock);
2602         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2603
2604         /* our token pool needs to work early */
2605         lwkt_token_pool_init();
2606 }
2607
2608 boolean_t
2609 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2610 {
2611         int cx_idx, sub;
2612
2613         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2614         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2615                 return FALSE;
2616
2617         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2618         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2619                 return FALSE;
2620
2621         return TRUE;
2622 }
2623
2624 void
2625 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2626 {
2627         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2628 }
2629
2630 static int
2631 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2632     boolean_t allow_auto)
2633 {
2634         int error, cx_idx, old_cx_idx, sub = 0, hint;
2635         char name[16], *ptr, *start;
2636
2637         hint = *hint0;
2638         if (hint >= 0) {
2639                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2640                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2641         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2642                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2643         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2644                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2645         } else {
2646                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2647         }
2648
2649         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2650             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2651                 strlcpy(name, "NONE", sizeof(name));
2652         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2653                 strlcpy(name, "AUTO", sizeof(name));
2654         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2655                 strlcpy(name, "AUTODEEP", sizeof(name));
2656         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2657             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2658                 strlcpy(name, "INVALID", sizeof(name));
2659         else
2660                 ksnprintf(name, sizeof(name), "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2661
2662         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2663         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2664                 return error;
2665
2666         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2667             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2668                 return EOPNOTSUPP;
2669
2670         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2671                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2672                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2673                 goto done;
2674         }
2675         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2676                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2677                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2678                 goto done;
2679         }
2680
2681         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2682                 return EINVAL;
2683         start = &name[1];
2684         ptr = NULL;
2685
2686         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2687         if (ptr == start || *ptr != '/')
2688                 return EINVAL;
2689         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2690                 return EINVAL;
2691
2692         start = ptr + 1;
2693         ptr = NULL;
2694
2695         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2696         if (*ptr != '\0')
2697                 return EINVAL;
2698         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2699                 return EINVAL;
2700
2701         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2702 done:
2703         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2704                 return EOPNOTSUPP;
2705         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2706                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2707                 if (error)
2708                         return error;
2709         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2710                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2711         }
2712
2713         *hint0 = hint;
2714         return 0;
2715 }
2716
2717 static int
2718 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2719 {
2720         int error;
2721
2722         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2723         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2724             &cpu_mwait_halt, TRUE);
2725         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2726         return error;
2727 }
2728
2729 static int
2730 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2731 {
2732         int error;
2733
2734         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2735         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2736             &cpu_mwait_spin, FALSE);
2737         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2738         return error;
2739 }