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_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_directio.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_msgbuf.h"
  50 #include "opt_swap.h"
  51
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/sysproto.h>
  55 #include <sys/signalvar.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/linker.h>
  58 #include <sys/malloc.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/priv.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/reboot.h>
  63 #include <sys/mbuf.h>
  64 #include <sys/msgbuf.h>
  65 #include <sys/sysent.h>
  66 #include <sys/sysctl.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #include <sys/bus.h>
  69 #include <sys/usched.h>
  70 #include <sys/reg.h>
  71 #include <sys/sbuf.h>
  72 #include <sys/ctype.h>
  73 #include <sys/serialize.h>
  74 #include <sys/systimer.h>
  75
  76 #include <vm/vm.h>
  77 #include <vm/vm_param.h>
  78 #include <sys/lock.h>
  79 #include <vm/vm_kern.h>
  80 #include <vm/vm_object.h>
  81 #include <vm/vm_page.h>
  82 #include <vm/vm_map.h>
  83 #include <vm/vm_pager.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85
  86 #include <sys/thread2.h>
  87 #include <sys/mplock2.h>
  88 #include <sys/mutex2.h>
  89
  90 #include <sys/user.h>
  91 #include <sys/exec.h>
  92 #include <sys/cons.h>
  93
  94 #include <sys/efi.h>
  95
  96 #include <ddb/ddb.h>
  97
  98 #include <machine/cpu.h>
  99 #include <machine/clock.h>
 100 #include <machine/specialreg.h>
 101 #if 0 /* JG */
 102 #include <machine/bootinfo.h>
 103 #endif
 104 #include <machine/md_var.h>
 105 #include <machine/metadata.h>
 106 #include <machine/pc/bios.h>
 107 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 108 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 109 #include <machine/smp.h>
 110 #include <machine/cputypes.h>
 111 #include <machine/intr_machdep.h>
 112 #include <machine/framebuffer.h>
 113
 114 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 115 #include <bus/isa/isa_device.h>
 116 #endif
 117 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 118 #include <bus/isa/rtc.h>
 119 #include <sys/random.h>
 120 #include <sys/ptrace.h>
 121 #include <machine/sigframe.h>
 122
 123 #include <sys/machintr.h>
 124 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 125 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 126 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 127 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 128 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 129 #include <machine/mptable.h>
 130
 131 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 132
 133 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 134
 135 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 136 extern void identify_cpu(void);
 137 #if 0 /* JG */
 138 extern void finishidentcpu(void);
 139 #endif
 140 extern void panicifcpuunsupported(void);
 141
 142 static void cpu_startup(void *);
 143 static void pic_finish(void *);
 144 static void cpu_finish(void *);
 145
 146 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 147 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 148 #ifdef DIRECTIO
 149 extern void ffs_rawread_setup(void);
 150 #endif /* DIRECTIO */
 151 static void init_locks(void);
 152
 153 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 154
 155 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 156 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 157 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 158
 159 #ifdef DDB
 160 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 161 #endif
 162
 163 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 164 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 165
 166 vm_paddr_t efi_systbl_phys;
 167 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 168 u_long  atdevbase;
 169 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 170 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 171 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 172
 173 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 174
 175 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 176 extern int swtch_optim_stats;
 177 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 178         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 179 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 180         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 181 #endif
 182 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 183         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 184 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 185     "monitor/mwait target state");
 186
 187 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 188         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 189          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 190
 191 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 192
 193 #define CPU_MWAIT_C1            1
 194 #define CPU_MWAIT_C2            2
 195 #define CPU_MWAIT_C3            3
 196 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 197
 198 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 199 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 200
 201 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 202 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 203
 204 struct cpu_mwait_cx {
 205         int                     subcnt;
 206         char                    name[4];
 207         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 208         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 209 };
 210 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 211 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 212
 213 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 214 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 215 static int                      *cpu_mwait_hints;
 216
 217 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 218 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 219
 220 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 221
 222 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 223 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 224 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 225
 226 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 227 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 228
 229 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 230                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 231                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 232
 233 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 234     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 235 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 236     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 237
 238 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 239                     int *, boolean_t);
 240 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 241 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 242 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 243
 244 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 245     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 246 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 247     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 248 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 249     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 250
 251 long physmem = 0;
 252
 253 u_long ebda_addr = 0;
 254
 255 int imcr_present = 0;
 256
 257 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 258
 259 u_int base_memory;
 260 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 261
 262 static int
 263 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 264 {
 265         u_long pmem = ctob(physmem);
 266
 267         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 268         return (error);
 269 }
 270
 271 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 272         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 273
 274 static int
 275 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 276 {
 277         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 278                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 279         return (error);
 280 }
 281
 282 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 283         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 284
 285 static int
 286 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 287 {
 288         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 289                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 290         return (error);
 291 }
 292
 293 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 294         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 295
 296 vm_paddr_t Maxmem;
 297 vm_paddr_t Realmem;
 298
 299 /*
 300  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 301  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 302  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 303  * PHYSSEG entries.
 304  */
 305 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 306
 307 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 308 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 309
 310 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 311 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 312 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 313
 314 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 315 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 316 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 317 static struct trapframe proc0_tf;
 318
 319 static void
 320 cpu_startup(void *dummy)
 321 {
 322         caddr_t v;
 323         vm_size_t size = 0;
 324         vm_offset_t firstaddr;
 325
 326         /*
 327          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 328          */
 329         kprintf("%s", version);
 330         startrtclock();
 331         printcpuinfo();
 332         panicifcpuunsupported();
 333         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 334                 (intmax_t)Realmem,
 335                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 336         /*
 337          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 338          */
 339         if (bootverbose) {
 340                 int indx;
 341
 342                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 343                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 344                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 345
 346                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 347                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 348                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 349                                 (intmax_t)size1,
 350                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 351                 }
 352         }
 353
 354         /*
 355          * Allocate space for system data structures.
 356          * The first available kernel virtual address is in "v".
 357          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 358          * As pages of memory are allocated and cleared,
 359          * "firstaddr" is incremented.
 360          * An index into the kernel page table corresponding to the
 361          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 362          */
 363
 364         /*
 365          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 366          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 367          * addresses to the various data structures.
 368          */
 369         firstaddr = 0;
 370 again:
 371         v = (caddr_t)firstaddr;
 372
 373 #define valloc(name, type, num) \
 374             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 375 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 376             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 377
 378         /*
 379          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
 380          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 381          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 382          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 383          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 384          * maxbcache bytes.
 385          *
 386          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 387          */
 388         if (nbuf == 0) {
 389                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
 390                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 391
 392                 nbuf = 50;
 393                 if (kbytes > 4096)
 394                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 395                 if (kbytes > 65536)
 396                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 397                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
 398                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 399         }
 400
 401         /*
 402          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 403          * kernel_map.
 404          */
 405         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 406                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
 407                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 408                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
 409                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 410         }
 411
 412         /*
 413          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 414          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 415          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 416          * can prevent the system from paging properly.
 417          */
 418         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 419                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
 420                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 421         }
 422
 423         /*
 424          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 425          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 426          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 427          */
 428         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 429                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 430                        sizeof(struct buf) / 2;
 431                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 432                         "considerations\n", nbuf);
 433         }
 434
 435         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 436 #ifdef NSWBUF_MIN
 437         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 438                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 439 #endif
 440         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 441 #ifdef NSWBUF_MIN
 442         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 443                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 444 #endif
 445 #ifdef DIRECTIO
 446         ffs_rawread_setup();
 447 #endif
 448
 449         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 450         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 451         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 452
 453         /*
 454          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 455          */
 456         if (firstaddr == 0) {
 457                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 458                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 459                 if (firstaddr == 0)
 460                         panic("startup: no room for tables");
 461                 goto again;
 462         }
 463
 464         /*
 465          * End of second pass, addresses have been assigned
 466          *
 467          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 468          *
 469          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 470          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 471          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 472          */
 473         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 474                 panic("startup: table size inconsistency");
 475
 476         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 477                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 478                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 479         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 480                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 481         buffer_map.system_map = 1;
 482         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 483                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 484                       pager_map_size);
 485         pager_map.system_map = 1;
 486         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 487                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 488                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 489                 1024 / 1024);
 490 }
 491
 492 struct cpu_idle_stat {
 493         int     hint;
 494         int     reserved;
 495         u_long  halt;
 496         u_long  spin;
 497         u_long  repeat;
 498         u_long  repeat_last;
 499         u_long  repeat_delta;
 500         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 501 } __cachealign;
 502
 503 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 504 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 505
 506 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 507
 508 static int
 509 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 510 {
 511         int idx = arg2, cpu, error;
 512         u_long val = 0;
 513
 514         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 515                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 516                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 517         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 518                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 519                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 520         } else {
 521                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 522                     ("invalid index %d", idx));
 523                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 524                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 525         }
 526
 527         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 528         if (error || req->newptr == NULL)
 529                 return error;
 530
 531         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 532                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 533                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 534                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 535         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 536                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 537                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 538                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 539         } else {
 540                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 541                     ("invalid index %d", idx));
 542                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 543                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 544                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 545         }
 546         return 0;
 547 }
 548
 549 static void
 550 cpu_mwait_attach(void)
 551 {
 552         struct sbuf sb;
 553         int hint_idx, i;
 554
 555         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 556                 return;
 557
 558         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 559             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 560              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 561               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 562                 int bm_sts = 1;
 563
 564                 /*
 565                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 566                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 567                  */
 568                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 569
 570                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 571                 if (!bm_sts)
 572                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 573         }
 574
 575         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 576             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 577
 578         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 579                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 580                 int sub;
 581
 582                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 583
 584                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 585                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 586                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 587                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 588                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 589                         continue;
 590
 591                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 592                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 593                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 594                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 595                     "sub-state count");
 596                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 597                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 598                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 599                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 600
 601                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 602                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 603         }
 604         sbuf_trim(&sb);
 605         sbuf_finish(&sb);
 606
 607         /*
 608          * Non-deep C-states
 609          */
 610         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 611         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 612                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 613         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 614             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 615
 616         hint_idx = 0;
 617         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 618                 int j, subcnt;
 619
 620                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 621                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 622                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 623                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 624                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 625                         ++hint_idx;
 626                 }
 627         }
 628         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 629             ("mwait hint count %d != index %d",
 630              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 631
 632         if (bootverbose) {
 633                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 634                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 635                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 636
 637                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 638                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 639                             hint);
 640                 }
 641         }
 642
 643         /*
 644          * Deep C-states
 645          */
 646         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 647                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 648         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 649             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 650
 651         hint_idx = 0;
 652         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 653                 int j, subcnt;
 654
 655                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 656                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 657                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 658                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 659                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 660                         ++hint_idx;
 661                 }
 662         }
 663         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 664             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 665              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 666
 667         if (bootverbose) {
 668                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 669                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 670                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 671
 672                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 673                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 674                             hint);
 675                 }
 676         }
 677         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 678
 679         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 680                 char name[16];
 681
 682                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 683                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 684                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 685                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 686                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 687         }
 688 }
 689
 690 static void
 691 cpu_finish(void *dummy __unused)
 692 {
 693         cpu_setregs();
 694         cpu_mwait_attach();
 695 }
 696
 697 static void
 698 pic_finish(void *dummy __unused)
 699 {
 700         /* Log ELCR information */
 701         elcr_dump();
 702
 703         /* Log MPTABLE information */
 704         mptable_pci_int_dump();
 705
 706         /* Finalize PCI */
 707         MachIntrABI.finalize();
 708 }
 709
 710 /*
 711  * Send an interrupt to process.
 712  *
 713  * Stack is set up to allow sigcode stored
 714  * at top to call routine, followed by kcall
 715  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 716  * resets the signal mask, the stack, and the
 717  * frame pointer, it returns to the user
 718  * specified pc, psl.
 719  */
 720 void
 721 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 722 {
 723         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 724         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 725         struct trapframe *regs;
 726         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 727         struct sigframe sf, *sfp;
 728         int oonstack;
 729         char *sp;
 730
 731         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 732         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 733
 734         /* Save user context */
 735         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 736         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 737         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 738         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 739         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 740         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 741
 742         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 743         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 744
 745         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 746         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 747             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 748                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 749                               sizeof(struct sigframe));
 750                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 751         } else {
 752                 /* We take red zone into account */
 753                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 754         }
 755
 756         /*
 757          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 758          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 759          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 760          * kernel is ok.
 761          *
 762          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 763          * context directly.
 764          */
 765         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 766
 767         /* Translate the signal is appropriate */
 768         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 769                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 770                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 771         }
 772
 773         /*
 774          * Build the argument list for the signal handler.
 775          *
 776          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 777          */
 778         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 779         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 780
 781         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 782                 /*
 783                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 784                  *
 785                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 786                  */
 787                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 788                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 789                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 790
 791                 /* fill siginfo structure */
 792                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 793                 sf.sf_si.si_code = code;
 794                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 795         } else {
 796                 /*
 797                  * Old FreeBSD-style arguments.
 798                  *
 799                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 800                  */
 801                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 802                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 803                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 804         }
 805
 806         /*
 807          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 808          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 809          * eflags.
 810          */
 811 #if 0 /* JG */
 812         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 813                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 814                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 815
 816                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 817                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 818                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 819                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 820
 821                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 822                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 823                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 824                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 825
 826                 /*
 827                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 828                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 829                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 830                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 831                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 832                  */
 833                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 834         }
 835 #endif
 836
 837         /*
 838          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 839          */
 840         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 841
 842         /*
 843          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 844          */
 845         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 846                 /*
 847                  * Something is wrong with the stack pointer.
 848                  * ...Kill the process.
 849                  */
 850                 sigexit(lp, SIGILL);
 851         }
 852
 853         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 854         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 855
 856         /*
 857          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 858          * on function entry
 859          */
 860         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 861
 862         /*
 863          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 864          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 865          * stored in-context.
 866          */
 867         regs->tf_cs = _ucodesel;
 868         regs->tf_ss = _udatasel;
 869         clear_quickret();
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 874  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 875  * issue.
 876  *
 877  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 878  * bad idea?
 879  */
 880 int
 881 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 882 {
 883         frame->tf_cs = _ucodesel;
 884         frame->tf_ss = _udatasel;
 885         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 886         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 887         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 888
 889         return(0);
 890 }
 891
 892 /*
 893  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 894  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 895  */
 896 int
 897 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 898 {
 899         return(0);
 900 }
 901
 902 /*
 903  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 904  *
 905  * System call to cleanup state after a signal
 906  * has been taken.  Reset signal mask and
 907  * stack state from context left by sendsig (above).
 908  * Return to previous pc and psl as specified by
 909  * context left by sendsig. Check carefully to
 910  * make sure that the user has not modified the
 911  * state to gain improper privileges.
 912  *
 913  * MPSAFE
 914  */
 915 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 916 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 917
 918 int
 919 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 920 {
 921         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 922         struct trapframe *regs;
 923         ucontext_t uc;
 924         ucontext_t *ucp;
 925         register_t rflags;
 926         int cs;
 927         int error;
 928
 929         /*
 930          * We have to copy the information into kernel space so userland
 931          * can't modify it while we are sniffing it.
 932          */
 933         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 934         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 935         if (error)
 936                 return (error);
 937         ucp = &uc;
 938         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 939
 940         /* VM (8086) mode not supported */
 941         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 942
 943 #if 0 /* JG */
 944         if (eflags & PSL_VM) {
 945                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 946                 struct vm86_kernel *vm86;
 947
 948                 /*
 949                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 950                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 951                  */
 952                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 953                         return (EINVAL);
 954                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 955                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 956                         return (EINVAL);
 957
 958                 /* go back to user mode if both flags are set */
 959                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 960                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 961
 962                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 963                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 964                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 965                 } else {
 966                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 967                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 968                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 969                 }
 970                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 971                 tf->tf_eflags = eflags;
 972                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 973                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 974                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 975                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 976                 tf->tf_ds = _udatasel;
 977                 tf->tf_es = _udatasel;
 978                 tf->tf_fs = _udatasel;
 979                 tf->tf_gs = _udatasel;
 980         } else
 981 #endif
 982         {
 983                 /*
 984                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 985                  */
 986                 /*
 987                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 988                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 989                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 990                  * the signal context during signal handling and there is no
 991                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 992                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 993                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 994                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 995                  */
 996                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 997                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 998                         return(EINVAL);
 999                 }
1000
1001                 /*
1002                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1003                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1004                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1005                  */
1006                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1007                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1008                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1009                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1010                         return(EINVAL);
1011                 }
1012                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1013         }
1014
1015         /*
1016          * Restore the FPU state from the frame
1017          */
1018         crit_enter();
1019         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1020
1021         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1022                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1023         else
1024                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1025
1026         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1027         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1028         clear_quickret();
1029         crit_exit();
1030         return(EJUSTRETURN);
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Machine dependent boot() routine
1035  *
1036  * I haven't seen anything to put here yet
1037  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1038  */
1039 void
1040 cpu_boot(int howto)
1041 {
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Shutdown the CPU as much as possible
1046  */
1047 void
1048 cpu_halt(void)
1049 {
1050         for (;;)
1051                 __asm__ __volatile("hlt");
1052 }
1053
1054 /*
1055  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1056  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1057  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1058  *
1059  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1060  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1061  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1062  * critical section.
1063  *
1064  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1065  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1066  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1067  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1068  *
1069  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1070  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1071  *
1072  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1073  */
1074 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1075 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1076     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1077 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1078     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1079
1080 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1081     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1082 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1083     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1084
1085 static void
1086 cpu_idle_default_hook(void)
1087 {
1088         /*
1089          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1090          * following the sti.
1091          */
1092         __asm __volatile("sti; hlt");
1093 }
1094
1095 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1096 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1097
1098 static __inline int
1099 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1100 {
1101         int hint, cx_idx;
1102         u_int idx;
1103
1104         hint = stat->hint;
1105         if (hint >= 0)
1106                 goto done;
1107
1108         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1109             cpu_mwait_repeat_shift;
1110         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1111                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1112                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1113         }
1114         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1115                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1116                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1117                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1118         } else {
1119                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1120                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1121                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1122         }
1123 done:
1124         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1125         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1126                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1127         return hint;
1128 }
1129
1130 void
1131 cpu_idle(void)
1132 {
1133         globaldata_t gd = mycpu;
1134         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1135         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1136         int reqflags;
1137         int quick;
1138
1139         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1140
1141         crit_exit();
1142         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1143
1144         for (;;) {
1145                 /*
1146                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1147                  */
1148                 lwkt_switch();
1149
1150                 /*
1151                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1152                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1153                  * splz() does the job.
1154                  *
1155                  * cpu_idle_hlt:
1156                  *      0       Never halt, just spin
1157                  *
1158                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1159                  *
1160                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1161                  *              cpus.
1162                  *
1163                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1164                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1165                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1166                  *
1167                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1168                  *              Intel cpus.
1169                  *
1170                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1171                  *              eats the least amount of power but the cpu
1172                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1173                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1174                  *
1175                  *      4       Always use HLT.
1176                  *
1177                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1178                  *       section.
1179                  *
1180                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1181                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1182                  *       it overflows.
1183                  *
1184                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1185                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1186                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1187                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1188                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1189                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1190                  *
1191                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1192                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1193                  * the request.
1194                  */
1195                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1196                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1197                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1198                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1199                         stat->repeat_last = 0;
1200                         stat->repeat_delta = 0;
1201                 }
1202                 ++stat->repeat_last;
1203
1204                 ++gd->gd_idle_repeat;
1205                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1206                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1207                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1208                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1209
1210                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1211                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1212                         splz(); /* XXX */
1213                         crit_enter_gd(gd);
1214                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1215                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1216                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1217                         stat->halt++;
1218                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1219                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1220                                                       gd->gd_cpuid)) {
1221                                 cpu_invltlb();
1222                                 cpu_mfence();
1223                         }
1224                         crit_exit_gd(gd);
1225                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1226                         __asm __volatile("cli");
1227                         splz();
1228                         crit_enter_gd(gd);
1229                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1230                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1231                                 if (quick)
1232                                         cpu_idle_default_hook();
1233                                 else
1234                                         cpu_idle_hook();
1235                         }
1236                         __asm __volatile("sti");
1237                         stat->halt++;
1238                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1239                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1240                                                       gd->gd_cpuid)) {
1241                                 cpu_invltlb();
1242                                 cpu_mfence();
1243                         }
1244                         crit_exit_gd(gd);
1245                 } else {
1246                         splz();
1247                         __asm __volatile("sti");
1248                         stat->spin++;
1249                 }
1250         }
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Called in a loop indirectly via Xcpustop
1255  */
1256 void
1257 cpu_smp_stopped(void)
1258 {
1259         globaldata_t gd = mycpu;
1260         volatile __uint64_t *ptr;
1261         __uint64_t ovalue;
1262
1263         ptr = CPUMASK_ADDR(started_cpus, gd->gd_cpuid);
1264         ovalue = *ptr;
1265         if ((ovalue & CPUMASK_SIMPLE(gd->gd_cpuid & 63)) == 0) {
1266                 if (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) {
1267                         cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr), ovalue,
1268                                            cpu_mwait_hints[CPU_MWAIT_C1], 0);
1269                 } else {
1270                         cpu_halt();     /* depend on lapic timer */
1271                 }
1272         }
1273 }
1274
1275 /*
1276  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1277  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1278  * we let it spin.
1279  */
1280 void
1281 cpu_spinlock_contested(void)
1282 {
1283         cpu_pause();
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Clear registers on exec
1288  */
1289 void
1290 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1291 {
1292         struct thread *td = curthread;
1293         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1294         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1295         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1296
1297         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1298         user_ldt_free(pcb);
1299
1300         clear_quickret();
1301         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1302         regs->tf_rip = entry;
1303         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1304         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1305         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1306         regs->tf_ss = _udatasel;
1307         regs->tf_cs = _ucodesel;
1308         regs->tf_rbx = ps_strings;
1309
1310         /*
1311          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1312          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1313          */
1314         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1315                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1316                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1317                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1318                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1319                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1320                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1321                 if (pcb == td->td_pcb) {
1322                         /*
1323                          * Clear the debug registers on the running
1324                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1325                          * the next process we switch to.
1326                          */
1327                         reset_dbregs();
1328                 }
1329                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1330         }
1331
1332         /*
1333          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1334          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1335          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1336          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1337          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1338          */
1339         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1340
1341         /*
1342          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1343          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1344          *       may panic in npxdna().
1345          */
1346         crit_enter();
1347         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1348
1349         /*
1350          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1351          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1352          *       code knows what the current MSR values are.
1353          */
1354         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1355         pcb->pcb_gsbase = 0;
1356         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1357         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1358         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1359         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1360
1361         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1362         npxinit();
1363         crit_exit();
1364
1365         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1366         pcb->pcb_es = _udatasel;
1367         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1368         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1369 }
1370
1371 void
1372 cpu_setregs(void)
1373 {
1374         register_t cr0;
1375
1376         cr0 = rcr0();
1377         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1378         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1379         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1380         load_cr0(cr0);
1381         load_gs(_udatasel);
1382 }
1383
1384 static int
1385 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1386 {
1387         int error;
1388         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1389                 req);
1390         if (!error && req->newptr)
1391                 resettodr();
1392         return (error);
1393 }
1394
1395 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1396         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1397
1398 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1399         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1400
1401 #if 0 /* JG */
1402 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1403         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1404 #endif
1405
1406 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1407         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1408
1409 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1410 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1411         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1412
1413 static int
1414 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1415 {
1416         struct efi_map_header *efihdr;
1417         caddr_t kmdp;
1418         uint32_t efisize;
1419
1420         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1421         if (kmdp == NULL)
1422                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1423         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1424             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1425         if (efihdr == NULL)
1426                 return (0);
1427         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
1428         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
1429 }
1430 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
1431     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
1432
1433 /*
1434  * Initialize 386 and configure to run kernel
1435  */
1436
1437 /*
1438  * Initialize segments & interrupt table
1439  */
1440
1441 int _default_ldt;
1442 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1443 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1444 #if 0 /* JG */
1445 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1446 #endif
1447
1448 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1449 struct region_descriptor r_gdt;
1450 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1451
1452 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1453 void *proc0paddr;
1454 /* JG alignment? */
1455 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1456
1457
1458 /* software prototypes -- in more palatable form */
1459 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1460 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1461 {       0x0,                    /* segment base address  */
1462         0x0,                    /* length */
1463         0,                      /* segment type */
1464         0,                      /* segment descriptor priority level */
1465         0,                      /* segment descriptor present */
1466         0,                      /* long */
1467         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1468         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1469 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1470 {       0x0,                    /* segment base address  */
1471         0xfffff,                /* length - all address space */
1472         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1473         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1474         1,                      /* segment descriptor present */
1475         1,                      /* long */
1476         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1477         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1478 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1479 {       0x0,                    /* segment base address  */
1480         0xfffff,                /* length - all address space */
1481         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1482         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1483         1,                      /* segment descriptor present */
1484         1,                      /* long */
1485         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1486         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1487 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1488 {       0x0,                    /* segment base address  */
1489         0xfffff,                /* length - all address space */
1490         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1491         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1492         1,                      /* segment descriptor present */
1493         0,                      /* long */
1494         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1495         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1496 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1497 {       0x0,                    /* segment base address  */
1498         0xfffff,                /* length - all address space */
1499         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1500         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1501         1,                      /* segment descriptor present */
1502         0,                      /* long */
1503         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1504         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1505 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1506 {       0x0,                    /* segment base address  */
1507         0xfffff,                /* length - all address space */
1508         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1509         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1510         1,                      /* segment descriptor present */
1511         1,                      /* long */
1512         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1513         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1514 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1515 {
1516         0x0,                    /* segment base address */
1517         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1518         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1519         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1520         1,                      /* segment descriptor present */
1521         0,                      /* long */
1522         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1523         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1524 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1525 {       0x0,                    /* segment base address  */
1526         0x0,                    /* length */
1527         0,                      /* segment type */
1528         0,                      /* segment descriptor priority level */
1529         0,                      /* segment descriptor present */
1530         0,                      /* long */
1531         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1532         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1533 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1534 {       0x0,                    /* segment base address  */
1535         0xfffff,                /* length - all address space */
1536         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1537         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1538         1,                      /* segment descriptor present */
1539         0,                      /* long */
1540         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1541         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1542 };
1543
1544 void
1545 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1546 {
1547         int cpu;
1548
1549         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1550                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1551
1552                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1553                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1554                 ip->gd_ist = ist;
1555                 ip->gd_xx = 0;
1556                 ip->gd_type = typ;
1557                 ip->gd_dpl = dpl;
1558                 ip->gd_p = 1;
1559                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1560         }
1561 }
1562
1563 void
1564 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1565 {
1566         struct gate_descriptor *ip;
1567
1568         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1569
1570         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1571         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1572         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1573         ip->gd_ist = ist;
1574         ip->gd_xx = 0;
1575         ip->gd_type = typ;
1576         ip->gd_dpl = dpl;
1577         ip->gd_p = 1;
1578         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1579 }
1580
1581 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1582
1583 extern inthand_t
1584         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1585         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1586         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1587         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1588         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1589         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1590
1591 void
1592 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1593 {
1594         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1595         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1596         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1597         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1598         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1599         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1600         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1601 }
1602
1603 void
1604 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1605 {
1606
1607         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1608         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1609         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1610         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1611         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1612         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1613         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1614         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1615         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1616         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1617 }
1618
1619 void
1620 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1621     struct system_segment_descriptor *sd)
1622 {
1623
1624         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1625         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1626         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1627         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1628         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1629         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1630         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1631         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1636  * available physical memory in the system, then test this memory and
1637  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1638  *
1639  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1640  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1641  *
1642  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1643  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1644  *
1645  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1646  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1647  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1648  *
1649  * XXX first should be vm_paddr_t.
1650  */
1651
1652 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1653 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1654         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1655         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1656         struct efi_map_header *efihdrbase;
1657         u_int32_t smapsize;
1658 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1659 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1660
1661 static void
1662 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1663 {
1664         int i;
1665
1666         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1667         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1668
1669         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1670                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1671                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1672                             smap->type, smap->base, smap->length);
1673
1674                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1675                         continue;
1676
1677                 if (smap->length == 0)
1678                         continue;
1679
1680                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1681                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1682                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1683                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1684                                                 "memory region, ignoring "
1685                                                 "second region\n");
1686                                 }
1687                                 break;
1688                         }
1689                 }
1690                 if (i <= *physmap_idx)
1691                         continue;
1692
1693                 Realmem += smap->length;
1694
1695                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1696                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1697                         continue;
1698                 }
1699
1700                 *physmap_idx += 2;
1701                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1702                         kprintf("Too many segments in the physical "
1703                                 "address map, giving up\n");
1704                         break;
1705                 }
1706                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1707                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1708         }
1709 }
1710
1711 static void
1712 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1713 {
1714          struct efi_md *map, *p;
1715          const char *type;
1716          size_t efisz;
1717          int i, ndesc;
1718
1719         static const char *types[] = {
1720                 "Reserved",
1721                 "LoaderCode",
1722                 "LoaderData",
1723                 "BootServicesCode",
1724                 "BootServicesData",
1725                 "RuntimeServicesCode",
1726                 "RuntimeServicesData",
1727                 "ConventionalMemory",
1728                 "UnusableMemory",
1729                 "ACPIReclaimMemory",
1730                 "ACPIMemoryNVS",
1731                 "MemoryMappedIO",
1732                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1733                 "PalCode"
1734          };
1735
1736         /*
1737          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1738          * Boot Services API.
1739          */
1740         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1741         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1742
1743         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1744                 return;
1745         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1746
1747         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1748                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1749                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1750
1751         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1752             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1753                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1754                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1755                                 type = types[p->md_type];
1756                         else
1757                                 type = "<INVALID>";
1758                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1759                             p->md_virt, p->md_pages);
1760                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1761                                 kprintf("UC ");
1762                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1763                                 kprintf("WC ");
1764                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1765                                 kprintf("WT ");
1766                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1767                                 kprintf("WB ");
1768                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1769                                 kprintf("UCE ");
1770                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1771                                 kprintf("WP ");
1772                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1773                                 kprintf("RP ");
1774                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1775                                 kprintf("XP ");
1776                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1777                                 kprintf("RUNTIME");
1778                         kprintf("\n");
1779                 }
1780
1781                 switch (p->md_type) {
1782                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1783                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1784                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1785                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1786                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1787                         /*
1788                          * We're allowed to use any entry with these types.
1789                          */
1790                         break;
1791                 default:
1792                         continue;
1793                 }
1794
1795                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1796
1797                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1798                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1799                         continue;
1800                 }
1801
1802                 *physmap_idx += 2;
1803                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1804                         kprintf("Too many segments in the physical "
1805                                 "address map, giving up\n");
1806                         break;
1807                 }
1808                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1809                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1810          }
1811 }
1812
1813 struct fb_info efi_fb_info;
1814 static int have_efi_framebuffer = 0;
1815
1816 static void
1817 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1818 {
1819         uint64_t sz;
1820         vm_offset_t addr, v;
1821
1822         v = efi_fb_info.vaddr;
1823         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1824
1825         if (direct_map) {
1826                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1827                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1828                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1829         } else {
1830                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1831                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1832         }
1833 }
1834
1835 int
1836 probe_efi_fb(int early)
1837 {
1838         struct efi_fb   *efifb;
1839         caddr_t         kmdp;
1840
1841         if (have_efi_framebuffer) {
1842                 if (!early &&
1843                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1844                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1845                         efi_fb_init_vaddr(0);
1846                 return 0;
1847         }
1848
1849         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1850         if (kmdp == NULL)
1851                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1852         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1853             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1854         if (efifb == NULL)
1855                 return 1;
1856
1857         have_efi_framebuffer = 1;
1858
1859         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1860         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1861         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1862         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1863         efi_fb_info.depth = 32;
1864         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1865         if (early) {
1866                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1867         } else {
1868                 efi_fb_init_vaddr(0);
1869         }
1870         efi_fb_info.fbops.fb_set_par = NULL;
1871         efi_fb_info.fbops.fb_blank = NULL;
1872         efi_fb_info.fbops.fb_debug_enter = NULL;
1873         efi_fb_info.device = NULL;
1874
1875         return 0;
1876 }
1877
1878 static void
1879 efifb_startup(void *arg)
1880 {
1881         probe_efi_fb(0);
1882 }
1883
1884 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1885
1886 static void
1887 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1888 {
1889         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1890         int i, j;
1891         vm_paddr_t pa;
1892         vm_paddr_t msgbuf_size;
1893         u_long physmem_tunable;
1894         pt_entry_t *pte;
1895         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1896
1897         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1898         physmap_idx = 0;
1899
1900         /*
1901          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1902          *
1903          * subr_module.c says:
1904          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1905          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1906          */
1907         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1908             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1909         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1910             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1911         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1912                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1913
1914         if (efihdrbase == NULL)
1915                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1916         else
1917                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1918
1919         base_memory = physmap[1] / 1024;
1920         /* make hole for AP bootstrap code */
1921         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1922
1923         /* Save EBDA address, if any */
1924         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1925         ebda_addr <<= 4;
1926
1927         /*
1928          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1929          * highest page of the physical address space.  It should be
1930          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1931          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1932          */
1933         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1934
1935 #ifdef MAXMEM
1936         Maxmem = MAXMEM / 4;
1937 #endif
1938
1939         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1940                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1941
1942         /*
1943          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1944          * in the system.
1945          */
1946         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1947                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1948
1949         /*
1950          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1951          */
1952         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1953                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1954                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1955         }
1956
1957         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1958             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1959                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1960         }
1961
1962         /*
1963          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1964          *
1965          * Mask off page 0.
1966          */
1967         pmap_bootstrap(&first);
1968         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1969
1970         /*
1971          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1972          * exceeding Maxmem.
1973          */
1974         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1975                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1976                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1977                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1978                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1979                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1980
1981                 physmap[j] = physmap[i];
1982                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1983
1984                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1985                         j += 2;
1986         }
1987         physmap_idx = j - 2;
1988
1989         /*
1990          * Align anything else used in the validation loop.
1991          */
1992         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1993
1994         /*
1995          * Size up each available chunk of physical memory.
1996          */
1997         pa_indx = 0;
1998         da_indx = 1;
1999         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
2000         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
2001         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
2002         pte = CMAP1;
2003
2004         /*
2005          * Get dcons buffer address
2006          */
2007         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2008             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2009                 dcons_addr = 0;
2010
2011         /*
2012          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
2013          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
2014          * of PAGE_SIZE.
2015          */
2016         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2017                 vm_paddr_t end;
2018                 vm_paddr_t incr = PHYSMAP_ALIGN;
2019
2020                 end = physmap[i + 1];
2021
2022                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
2023                         int page_bad, full;
2024                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
2025                         uint64_t tmp;
2026
2027                         incr = PHYSMAP_ALIGN;
2028                         full = FALSE;
2029
2030                         /*
2031                          * block out kernel memory as not available.
2032                          */
2033                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
2034                                 goto do_dump_avail;
2035
2036                         /*
2037                          * block out dcons buffer
2038                          */
2039                         if (dcons_addr > 0
2040                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2041                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2042                                 goto do_dump_avail;
2043                         }
2044
2045                         page_bad = FALSE;
2046
2047                         /*
2048                          * Always test the first and last block supplied in
2049                          * the map entry, but it just takes too long to run
2050                          * the test these days and we already have to skip
2051                          * pages.  Handwave it on PHYSMAP_HANDWAVE boundaries.
2052                          */
2053                         if (pa != physmap[i]) {
2054                                 vm_paddr_t bytes = end - pa;
2055                                 if ((pa & PHYSMAP_HANDWAVE_MASK) == 0 &&
2056                                     bytes >= PHYSMAP_HANDWAVE + PHYSMAP_ALIGN) {
2057                                         incr = PHYSMAP_HANDWAVE;
2058                                         goto handwaved;
2059                                 }
2060                         }
2061
2062                         /*
2063                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2064                          */
2065                         *pte = pa |
2066                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2067                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2068                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2069                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2070                         cpu_mfence();
2071
2072                         tmp = *ptr;
2073                         /*
2074                          * Test for alternating 1's and 0's
2075                          */
2076                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2077                         cpu_mfence();
2078                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2079                                 page_bad = TRUE;
2080                         /*
2081                          * Test for alternating 0's and 1's
2082                          */
2083                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2084                         cpu_mfence();
2085                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2086                                 page_bad = TRUE;
2087                         /*
2088                          * Test for all 1's
2089                          */
2090                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2091                         cpu_mfence();
2092                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2093                                 page_bad = TRUE;
2094                         /*
2095                          * Test for all 0's
2096                          */
2097                         *ptr = 0x0;
2098                         cpu_mfence();
2099                         if (*ptr != 0x0)
2100                                 page_bad = TRUE;
2101                         /*
2102                          * Restore original value.
2103                          */
2104                         *ptr = tmp;
2105 handwaved:
2106
2107                         /*
2108                          * Adjust array of valid/good pages.
2109                          */
2110                         if (page_bad == TRUE)
2111                                 continue;
2112
2113                         /*
2114                          * If this good page is a continuation of the
2115                          * previous set of good pages, then just increase
2116                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2117                          * Note that "end" points one higher than end,
2118                          * making the range >= start and < end.
2119                          * If we're also doing a speculative memory
2120                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2121                          * so that we keep going. The first bad page
2122                          * will terminate the loop.
2123                          */
2124                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2125                                 phys_avail[pa_indx] += incr;
2126                         } else {
2127                                 pa_indx++;
2128                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2129                                         kprintf(
2130                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2131                                         pa_indx--;
2132                                         full = TRUE;
2133                                         goto do_dump_avail;
2134                                 }
2135                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2136                                 phys_avail[pa_indx] = pa + incr;
2137                         }
2138                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2139 do_dump_avail:
2140                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2141                                 dump_avail[da_indx] += incr;
2142                         } else {
2143                                 da_indx++;
2144                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2145                                         da_indx--;
2146                                         goto do_next;
2147                                 }
2148                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2149                                 dump_avail[da_indx] = pa + incr;
2150                         }
2151 do_next:
2152                         if (full)
2153                                 break;
2154                 }
2155         }
2156         *pte = 0;
2157         cpu_invltlb();
2158         cpu_mfence();
2159
2160         /*
2161          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2162          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2163          * calculation, etc.).
2164          */
2165         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2166
2167         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2168                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2169                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2170                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2171                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2172         }
2173
2174         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2175
2176         /* Trim off space for the message buffer. */
2177         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2178
2179         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2180
2181         /* Map the message buffer. */
2182         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2183                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2184                             phys_avail[pa_indx] + off);
2185         }
2186         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2187         if (have_efi_framebuffer)
2188                 efi_fb_init_vaddr(1);
2189 }
2190
2191 struct machintr_abi MachIntrABI;
2192
2193 /*
2194  * IDT VECTORS:
2195  *      0       Divide by zero
2196  *      1       Debug
2197  *      2       NMI
2198  *      3       BreakPoint
2199  *      4       OverFlow
2200  *      5       Bound-Range
2201  *      6       Invalid OpCode
2202  *      7       Device Not Available (x87)
2203  *      8       Double-Fault
2204  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2205  *      10      Invalid-TSS
2206  *      11      Segment not present
2207  *      12      Stack
2208  *      13      General Protection
2209  *      14      Page Fault
2210  *      15      Reserved
2211  *      16      x87 FP Exception pending
2212  *      17      Alignment Check
2213  *      18      Machine Check
2214  *      19      SIMD floating point
2215  *      20-31   reserved
2216  *      32-255  INTn/external sources
2217  */
2218 u_int64_t
2219 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2220 {
2221         caddr_t kmdp;
2222         int gsel_tss, x, cpu;
2223 #if 0 /* JG */
2224         int metadata_missing, off;
2225 #endif
2226         struct mdglobaldata *gd;
2227         u_int64_t msr;
2228
2229         /*
2230          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2231          */
2232         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2233         bzero(gd, sizeof(*gd));
2234
2235         /*
2236          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2237          * early in the boot sequence because the system assumes
2238          * that 'curthread' is never NULL.
2239          */
2240
2241         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2242         thread0.td_gd = &gd->mi;
2243
2244         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2245
2246 #if 0 /* JG */
2247         metadata_missing = 0;
2248         if (bootinfo.bi_modulep) {
2249                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2250                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2251         } else {
2252                 metadata_missing = 1;
2253         }
2254         if (bootinfo.bi_envp)
2255                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2256 #endif
2257
2258         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2259         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2260         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2261         if (kmdp == NULL)
2262                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2263         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2264         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2265 #ifdef DDB
2266         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2267         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2268 #endif
2269         efi_systbl_phys = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_FW_HANDLE, vm_paddr_t);
2270
2271         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2272                 bootverbose++;
2273
2274         /*
2275          * Default MachIntrABI to ICU
2276          */
2277         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2278
2279         /*
2280          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2281          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2282          */
2283         ncpus = 1;
2284         ncpus2 = 1;
2285         ncpus_fit = 1;
2286         /* Init basic tunables, hz etc */
2287         init_param1();
2288
2289         /*
2290          * make gdt memory segments
2291          */
2292         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2293                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2294
2295         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2296
2297         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2298                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2299                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2300         }
2301         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2302             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2303
2304         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2305         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2306         lgdt(&r_gdt);
2307
2308         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2309         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2310         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2311
2312         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2313         cpu_gdinit(gd, 0);
2314         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2315         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2316         safepri = TDPRI_MAX;
2317
2318         /* spinlocks and the BGL */
2319         init_locks();
2320
2321         /* exceptions */
2322         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2323                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2324         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2325         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2326         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2327         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2328         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2329         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2330         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2331         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2332         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2333         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2334         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2335         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2336         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2337         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2338         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2339         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2340         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2341         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2342         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2343
2344         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2345                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2346                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2347         }
2348
2349         lidt(&r_idt_arr[0]);
2350
2351         /*
2352          * Initialize the console before we print anything out.
2353          */
2354         cninit();
2355
2356 #if 0 /* JG */
2357         if (metadata_missing)
2358                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2359 #endif
2360
2361 #if     NISA >0
2362         elcr_probe();
2363         isa_defaultirq();
2364 #endif
2365         rand_initialize();
2366
2367         /*
2368          * Initialize IRQ mapping
2369          *
2370          * NOTE:
2371          * SHOULD be after elcr_probe()
2372          */
2373         MachIntrABI_ICU.initmap();
2374         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2375
2376 #ifdef DDB
2377         kdb_init();
2378         if (boothowto & RB_KDB)
2379                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2380 #endif
2381
2382 #if 0 /* JG */
2383         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2384         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2385         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2386 #endif
2387         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2388         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2389
2390         /*
2391          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2392          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2393          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2394          *
2395          * On modern amd cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2396          * significant power management in HLT or ACPI (but cpu_idle_hlt=1
2397          * would try to use MWAIT).
2398          *
2399          * On older amd or intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2400          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2401          * longer.
2402          */
2403         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2404             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2405                 cpu_idle_hlt = 1;
2406         }
2407         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
2408             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {  /* Bobcat or later */
2409                 cpu_idle_hlt = 3;
2410         }
2411
2412         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2413         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2414         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2415         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2416
2417         /*
2418          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2419          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2420          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2421          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2422          *
2423          * NOTE:
2424          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2425          * 'cpu_feature2'
2426          */
2427         if (ioapic_enable < 0) {
2428                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2429                         ioapic_enable = 0;
2430                 else
2431                         ioapic_enable = 1;
2432         }
2433
2434         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2435         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2436                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2437                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2438         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2439         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2440
2441         /* double fault stack */
2442         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2443                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2444                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2445
2446         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2447         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2448
2449         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2450         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2451         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2452         ltr(gsel_tss);
2453
2454         /* Set up the fast syscall stuff */
2455         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2456         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2457         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2458         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2459         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2460               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2461         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2462         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2463
2464         getmemsize(kmdp, physfree);
2465         init_param2(physmem);
2466
2467         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2468
2469         /* Map the message buffer. */
2470 #if 0 /* JG */
2471         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2472                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2473 #endif
2474
2475         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2476
2477
2478         /* transfer to user mode */
2479
2480         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2481         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2482         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2483
2484         load_ds(_udatasel);
2485         load_es(_udatasel);
2486         load_fs(_udatasel);
2487
2488         /* setup proc 0's pcb */
2489         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2490         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2491         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2492         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2493
2494         /* Location of kernel stack for locore */
2495         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2500  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2501  * data space were allocated in locore.
2502  *
2503  * Note: the idlethread's cpl is 0
2504  *
2505  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2506  */
2507 void
2508 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2509 {
2510         if (cpu)
2511                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2512
2513         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2514                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2515                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2516                         0, &gd->mi);
2517         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2518         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2519         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2520         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2521 }
2522
2523 /*
2524  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2525  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2526  * checking CPU_prvspace[*].
2527  */
2528 int
2529 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2530 {
2531 #if 0
2532         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2533             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2534                 return (TRUE);
2535         }
2536 #endif
2537         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2538                 return (TRUE);
2539         return (FALSE);
2540 }
2541
2542 struct globaldata *
2543 globaldata_find(int cpu)
2544 {
2545         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2546         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2547 }
2548
2549 /*
2550  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2551  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2552  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2553  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2554  */
2555 int
2556 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2557 {
2558         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2559                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2560         else
2561                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2562         return (0);
2563 }
2564
2565 int
2566 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2567 {
2568         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2569         return (0);
2570 }
2571
2572 int
2573 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2574 {
2575         struct trapframe *tp;
2576
2577         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2578                 return EINVAL;
2579         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2580         return (0);
2581 }
2582
2583 int
2584 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2585 {
2586         struct trapframe *tp;
2587
2588         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2589         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2590             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2591                 return (EINVAL);
2592         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2593         clear_quickret();
2594         return (0);
2595 }
2596
2597 static void
2598 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2599 {
2600         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2601         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2602         int i;
2603
2604         /* FPU control/status */
2605         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2606         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2607         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2608         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2609         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2610         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2611         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2612         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2613
2614         /* FPU registers */
2615         for (i = 0; i < 8; ++i)
2616                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2617 }
2618
2619 static void
2620 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2621 {
2622         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2623         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2624         int i;
2625
2626         /* FPU control/status */
2627         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2628         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2629         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2630         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2631         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2632         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2633         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2634         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2635
2636         /* FPU registers */
2637         for (i = 0; i < 8; ++i)
2638                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2639 }
2640
2641 int
2642 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2643 {
2644         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2645                 return EINVAL;
2646         if (cpu_fxsr) {
2647                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2648                                 (struct save87 *)fpregs);
2649                 return (0);
2650         }
2651         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2652         return (0);
2653 }
2654
2655 int
2656 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2657 {
2658         if (cpu_fxsr) {
2659                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2660                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2661                 return (0);
2662         }
2663         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2664         return (0);
2665 }
2666
2667 int
2668 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2669 {
2670         struct pcb *pcb;
2671
2672         if (lp == NULL) {
2673                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2674                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2675                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2676                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2677                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2678                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2679                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2680                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2681                 return (0);
2682         }
2683         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2684                 return EINVAL;
2685         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2686         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2687         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2688         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2689         dbregs->dr[4] = 0;
2690         dbregs->dr[5] = 0;
2691         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2692         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2693         return (0);
2694 }
2695
2696 int
2697 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2698 {
2699         if (lp == NULL) {
2700                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2701                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2702                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2703                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2704                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2705                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2706                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2707                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2708         } else {
2709                 struct pcb *pcb;
2710                 struct ucred *ucred;
2711                 int i;
2712                 uint64_t mask1, mask2;
2713
2714                 /*
2715                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2716                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2717                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2718                  * TRCTRAP.
2719                  */
2720                 /* JG this loop looks unreadable */
2721                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2722                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2723                  */
2724                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2725                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2726                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2727                  * carried to decide if it is safe and useful to
2728                  * provide access to that capability
2729                  */
2730                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2731                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2732                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2733                                 return (EINVAL);
2734
2735                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2736                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2737
2738                 /*
2739                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2740                  * process's address space.  If a process could do this, it
2741                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2742                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2743                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2744                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2745                  * uid 0.
2746                  *
2747                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2748                  * address space is written into from within the kernel
2749                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2750                  * from within kernel mode?
2751                  */
2752
2753                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2754                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2755                                 /* dr0 is enabled */
2756                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2757                                         return (EINVAL);
2758                         }
2759
2760                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2761                                 /* dr1 is enabled */
2762                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2763                                         return (EINVAL);
2764                         }
2765
2766                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2767                                 /* dr2 is enabled */
2768                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2769                                         return (EINVAL);
2770                         }
2771
2772                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2773                                 /* dr3 is enabled */
2774                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2775                                         return (EINVAL);
2776                         }
2777                 }
2778
2779                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2780                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2781                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2782                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2783                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2784                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2785
2786                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2787         }
2788
2789         return (0);
2790 }
2791
2792 /*
2793  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2794  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2795  */
2796 int
2797 user_dbreg_trap(void)
2798 {
2799         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2800         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2801         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2802         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2803         int i;
2804
2805         dr7 = rdr7();
2806         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2807                 /*
2808                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2809                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2810                  * hardware debug registers
2811                  */
2812                 return 0;
2813         }
2814
2815         nbp = 0;
2816         dr6 = rdr6();
2817         bp = dr6 & 0xf;
2818
2819         if (bp == 0) {
2820                 /*
2821                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2822                  * trap was not caused by any of the debug registers
2823                  */
2824                 return 0;
2825         }
2826
2827         /*
2828          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2829          * which ones and if any of them are user space addresses
2830          */
2831
2832         if (bp & 0x01) {
2833                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2834         }
2835         if (bp & 0x02) {
2836                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2837         }
2838         if (bp & 0x04) {
2839                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2840         }
2841         if (bp & 0x08) {
2842                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2843         }
2844
2845         for (i=0; i<nbp; i++) {
2846                 if (addr[i] <
2847                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2848                         /*
2849                          * addr[i] is in user space
2850                          */
2851                         return nbp;
2852                 }
2853         }
2854
2855         /*
2856          * None of the breakpoints are in user space.
2857          */
2858         return 0;
2859 }
2860
2861
2862 #ifndef DDB
2863 void
2864 Debugger(const char *msg)
2865 {
2866         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2867 }
2868 #endif /* no DDB */
2869
2870 #ifdef DDB
2871
2872 /*
2873  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2874  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2875  * called inside DDB.
2876  *
2877  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2878  */
2879
2880 #undef inb
2881 #undef outb
2882
2883 /* silence compiler warnings */
2884 u_char inb(u_int);
2885 void outb(u_int, u_char);
2886
2887 u_char
2888 inb(u_int port)
2889 {
2890         u_char  data;
2891         /*
2892          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2893          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2894          * if we tell it to load (u_short) port.
2895          */
2896         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2897         return (data);
2898 }
2899
2900 void
2901 outb(u_int port, u_char data)
2902 {
2903         u_char  al;
2904         /*
2905          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2906          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2907          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2908          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2909          */
2910         al = data;
2911         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2912 }
2913
2914 #endif /* DDB */
2915
2916
2917
2918 /*
2919  * initialize all the SMP locks
2920  */
2921
2922 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2923 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2924
2925 /* lock region used by kernel profiling */
2926 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2927
2928 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2929 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2930
2931 /* lock regions around the clock hardware */
2932 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2933
2934 static void
2935 init_locks(void)
2936 {
2937         /*
2938          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2939          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2940          */
2941         cpu_get_initial_mplock();
2942         /* DEPRECATED */
2943         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2944         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2945         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2946         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2947
2948         /* our token pool needs to work early */
2949         lwkt_token_pool_init();
2950 }
2951
2952 boolean_t
2953 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2954 {
2955         int cx_idx, sub;
2956
2957         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2958         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2959                 return FALSE;
2960
2961         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2962         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2963                 return FALSE;
2964
2965         return TRUE;
2966 }
2967
2968 void
2969 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2970 {
2971         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2972 }
2973
2974 void
2975 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2976 {
2977         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2978 }
2979
2980 static int
2981 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2982 {
2983         int old_cx_idx, sub = 0;
2984
2985         if (hint >= 0) {
2986                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2987                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2988         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2989                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2990         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2991                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2992         } else {
2993                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2994         }
2995
2996         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2997                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2998         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2999                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
3000         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
3001                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
3002         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
3003             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
3004                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
3005         else
3006                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
3007
3008         return old_cx_idx;
3009 }
3010
3011 static int
3012 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
3013 {
3014         int cx_idx, sub, hint;
3015         char *ptr, *start;
3016
3017         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
3018                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
3019                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
3020                 goto done;
3021         }
3022         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
3023                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
3024                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
3025                 goto done;
3026         }
3027
3028         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
3029                 return -1;
3030         start = &name[1];
3031         ptr = NULL;
3032
3033         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
3034         if (ptr == start || *ptr != '/')
3035                 return -1;
3036         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3037                 return -1;
3038
3039         start = ptr + 1;
3040         ptr = NULL;
3041
3042         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3043         if (*ptr != '\0')
3044                 return -1;
3045         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3046                 return -1;
3047
3048         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3049 done:
3050         *hint0 = hint;
3051         return cx_idx;
3052 }
3053
3054 static int
3055 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3056 {
3057         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3058                 return EOPNOTSUPP;
3059         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3060                 int error;
3061
3062                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3063                 if (error)
3064                         return error;
3065         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3066                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3067         }
3068         return 0;
3069 }
3070
3071 static int
3072 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3073     boolean_t allow_auto)
3074 {
3075         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3076         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3077
3078         hint = *hint0;
3079         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3080             allow_auto);
3081
3082         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3083         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3084                 return error;
3085
3086         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3087                 return EOPNOTSUPP;
3088
3089         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3090         if (cx_idx < 0)
3091                 return EINVAL;
3092
3093         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3094         if (error)
3095                 return error;
3096
3097         *hint0 = hint;
3098         return 0;
3099 }
3100
3101 static int
3102 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3103 {
3104         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3105         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3106
3107         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3108
3109         hint = stat->hint;
3110         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3111
3112         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3113         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3114         if (cx_idx < 0)
3115                 return EINVAL;
3116
3117         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3118         if (error)
3119                 return error;
3120
3121         stat->hint = hint;
3122         return 0;
3123 }
3124
3125 static int
3126 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3127 {
3128         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3129         int error, cx_idx, cpu;
3130         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3131
3132         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3133
3134         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3135         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3136                 return error;
3137
3138         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3139                 return EOPNOTSUPP;
3140
3141         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3142         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3143
3144         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3145         if (cx_idx < 0)
3146                 return EINVAL;
3147
3148         /* Change per-cpu CX configuration */
3149         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3150                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3151                 if (error)
3152                         return error;
3153         }
3154
3155         cpu_mwait_halt_global = hint;
3156         return 0;
3157 }
3158
3159 static int
3160 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3161 {
3162         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3163         int error;
3164
3165         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3166             &stat->hint, TRUE);
3167         return error;
3168 }
3169
3170 static int
3171 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3172 {
3173         int error;
3174
3175         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3176             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3177         return error;
3178 }
3179
3180 /*
3181  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3182  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3183  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3184  *
3185  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3186  */
3187 #if 0
3188 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3189 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3190 #endif
3191
3192 void
3193 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3194 {
3195 #if 0
3196         globaldata_t gd = mycpu;
3197         int cpu = gd->gd_cpuid;
3198         char buf[64];
3199         short *gptr;
3200         int i;
3201
3202         if (cpu <= 20) {
3203                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3204                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3205                 ++gptr;
3206
3207                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3208                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3209                     gd->gd_infomsg);
3210                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3211                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3212                 }
3213         }
3214 #if 0
3215         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3216                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3217                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3218         }
3219         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3220         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3221                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3222                         gd->gd_cpuid);
3223         }
3224         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3225                 int delta;
3226                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3227                         delta = saveticks[i] - ticks;
3228                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3229                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3230                                       gd->gd_cpuid, i);
3231                         }
3232                 }
3233         }
3234 #endif
3235 #endif
3236 }