sys/platform/pc32/i386/i686_mem.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1999 Michael Smith <msmith@freebsd.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/i686_mem.c,v 1.31 2009/03/17 00:48:11 jkim
  27  */
  28
  29 #include <sys/param.h>
  30 #include <sys/kernel.h>
  31 #include <sys/systm.h>
  32 #include <sys/lock.h>
  33 #include <sys/malloc.h>
  34 #include <sys/memrange.h>
  35 #include <sys/sysctl.h>
  36 #include <sys/thread2.h>
  37
  38 #include <machine/cputypes.h>
  39 #include <machine/md_var.h>
  40 #include <machine/specialreg.h>
  41
  42 /*
  43  * i686 memory range operations
  44  *
  45  * This code will probably be impenetrable without reference to the
  46  * Intel Pentium Pro documentation.
  47  */
  48
  49 static char *mem_owner_bios = "BIOS";
  50
  51 #define MR686_FIXMTRR   (1<<0)
  52
  53 #define mrwithin(mr, a)                                                 \
  54         (((a) >= (mr)->mr_base) && ((a) < ((mr)->mr_base + (mr)->mr_len)))
  55 #define mroverlap(mra, mrb)                                             \
  56         (mrwithin(mra, mrb->mr_base) || mrwithin(mrb, mra->mr_base))
  57
  58 #define mrvalid(base, len)                                              \
  59         ((!(base & ((1 << 12) - 1))) && /* base is multiple of 4k */    \
  60             ((len) >= (1 << 12)) &&     /* length is >= 4k */           \
  61             powerof2((len)) &&          /* ... and power of two */      \
  62             !((base) & ((len) - 1)))    /* range is not discontiuous */
  63
  64 #define mrcopyflags(curr, new)                                          \
  65         (((curr) & ~MDF_ATTRMASK) | ((new) & MDF_ATTRMASK))
  66
  67 static int mtrrs_disabled;
  68 TUNABLE_INT("machdep.disable_mtrrs", &mtrrs_disabled);
  69 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, disable_mtrrs, CTLFLAG_RD,
  70     &mtrrs_disabled, 0, "Disable i686 MTRRs.");
  71
  72 static void     i686_mrinit(struct mem_range_softc *sc);
  73 static int      i686_mrset(struct mem_range_softc *sc,
  74                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
  75 static void     i686_mrAPinit(struct mem_range_softc *sc);
  76 static void     i686_mrreinit(struct mem_range_softc *sc);
  77
  78 static struct mem_range_ops i686_mrops = {
  79         i686_mrinit,
  80         i686_mrset,
  81         i686_mrAPinit,
  82         i686_mrreinit
  83 };
  84
  85 /* XXX for AP startup hook */
  86 static u_int64_t mtrrcap, mtrrdef;
  87
  88 /* The bitmask for the PhysBase and PhysMask fields of the variable MTRRs. */
  89 static u_int64_t mtrr_physmask;
  90
  91 static struct mem_range_desc *mem_range_match(struct mem_range_softc *sc,
  92                     struct mem_range_desc *mrd);
  93 static void     i686_mrfetch(struct mem_range_softc *sc);
  94 static int      i686_mtrrtype(int flags);
  95 static int      i686_mrt2mtrr(int flags, int oldval);
  96 static int      i686_mtrrconflict(int flag1, int flag2);
  97 static void     i686_mrstore(struct mem_range_softc *sc);
  98 static void     i686_mrstoreone(void *arg);
  99 #ifdef SMP
 100 static void     i686_mrstoreone_cpusync(void *arg);
 101 static void     i686_mrAPinit_cpusync(void *arg);
 102 #endif
 103 static struct mem_range_desc *i686_mtrrfixsearch(struct mem_range_softc *sc,
 104                     u_int64_t addr);
 105 static int      i686_mrsetlow(struct mem_range_softc *sc,
 106                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
 107 static int      i686_mrsetvariable(struct mem_range_softc *sc,
 108                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
 109
 110 /* i686 MTRR type to memory range type conversion */
 111 static int i686_mtrrtomrt[] = {
 112         MDF_UNCACHEABLE,
 113         MDF_WRITECOMBINE,
 114         MDF_UNKNOWN,
 115         MDF_UNKNOWN,
 116         MDF_WRITETHROUGH,
 117         MDF_WRITEPROTECT,
 118         MDF_WRITEBACK
 119 };
 120
 121 #define MTRRTOMRTLEN NELEM(i686_mtrrtomrt)
 122
 123 static int
 124 i686_mtrr2mrt(int val)
 125 {
 126
 127         if (val < 0 || val >= MTRRTOMRTLEN)
 128                 return (MDF_UNKNOWN);
 129         return (i686_mtrrtomrt[val]);
 130 }
 131
 132 /*
 133  * i686 MTRR conflicts. Writeback and uncachable may overlap.
 134  */
 135 static int
 136 i686_mtrrconflict(int flag1, int flag2)
 137 {
 138
 139         flag1 &= MDF_ATTRMASK;
 140         flag2 &= MDF_ATTRMASK;
 141         if (flag1 == flag2 ||
 142             (flag1 == MDF_WRITEBACK && flag2 == MDF_UNCACHEABLE) ||
 143             (flag2 == MDF_WRITEBACK && flag1 == MDF_UNCACHEABLE))
 144                 return (0);
 145         return (1);
 146 }
 147
 148 /*
 149  * Look for an exactly-matching range.
 150  */
 151 static struct mem_range_desc *
 152 mem_range_match(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd)
 153 {
 154         struct mem_range_desc *cand;
 155         int i;
 156
 157         for (i = 0, cand = sc->mr_desc; i < sc->mr_ndesc; i++, cand++)
 158                 if ((cand->mr_base == mrd->mr_base) &&
 159                     (cand->mr_len == mrd->mr_len))
 160                         return (cand);
 161         return (NULL);
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Fetch the current mtrr settings from the current CPU (assumed to
 166  * all be in sync in the SMP case).  Note that if we are here, we
 167  * assume that MTRRs are enabled, and we may or may not have fixed
 168  * MTRRs.
 169  */
 170 static void
 171 i686_mrfetch(struct mem_range_softc *sc)
 172 {
 173         struct mem_range_desc *mrd;
 174         u_int64_t msrv;
 175         int i, j, msr;
 176
 177         mrd = sc->mr_desc;
 178
 179         /* Get fixed-range MTRRs. */
 180         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 181                 msr = MSR_MTRR64kBase;
 182                 for (i = 0; i < (MTRR_N64K / 8); i++, msr++) {
 183                         msrv = rdmsr(msr);
 184                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 185                                 mrd->mr_flags =
 186                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 187                                     i686_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 188                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 189                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 190                                 msrv = msrv >> 8;
 191                         }
 192                 }
 193                 msr = MSR_MTRR16kBase;
 194                 for (i = 0; i < (MTRR_N16K / 8); i++, msr++) {
 195                         msrv = rdmsr(msr);
 196                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 197                                 mrd->mr_flags =
 198                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 199                                     i686_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 200                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 201                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 202                                 msrv = msrv >> 8;
 203                         }
 204                 }
 205                 msr = MSR_MTRR4kBase;
 206                 for (i = 0; i < (MTRR_N4K / 8); i++, msr++) {
 207                         msrv = rdmsr(msr);
 208                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 209                                 mrd->mr_flags =
 210                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 211                                     i686_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 212                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 213                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 214                                 msrv = msrv >> 8;
 215                         }
 216                 }
 217         }
 218
 219         /* Get remainder which must be variable MTRRs. */
 220         msr = MSR_MTRRVarBase;
 221         for (; (mrd - sc->mr_desc) < sc->mr_ndesc; msr += 2, mrd++) {
 222                 msrv = rdmsr(msr);
 223                 mrd->mr_flags = (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 224                     i686_mtrr2mrt(msrv & MTRR_PHYSBASE_TYPE);
 225                 mrd->mr_base = msrv & mtrr_physmask;
 226                 msrv = rdmsr(msr + 1);
 227                 mrd->mr_flags = (msrv & MTRR_PHYSMASK_VALID) ?
 228                     (mrd->mr_flags | MDF_ACTIVE) :
 229                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ACTIVE);
 230
 231                 /* Compute the range from the mask. Ick. */
 232                 mrd->mr_len = (~(msrv & mtrr_physmask) &
 233                     (mtrr_physmask | 0xfffLL)) + 1;
 234                 if (!mrvalid(mrd->mr_base, mrd->mr_len))
 235                         mrd->mr_flags |= MDF_BOGUS;
 236
 237                 /* If unclaimed and active, must be the BIOS. */
 238                 if ((mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) && (mrd->mr_owner[0] == 0))
 239                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 240         }
 241 }
 242
 243 /*
 244  * Return the MTRR memory type matching a region's flags
 245  */
 246 static int
 247 i686_mtrrtype(int flags)
 248 {
 249         int i;
 250
 251         flags &= MDF_ATTRMASK;
 252
 253         for (i = 0; i < MTRRTOMRTLEN; i++) {
 254                 if (i686_mtrrtomrt[i] == MDF_UNKNOWN)
 255                         continue;
 256                 if (flags == i686_mtrrtomrt[i])
 257                         return (i);
 258         }
 259         return (-1);
 260 }
 261
 262 static int
 263 i686_mrt2mtrr(int flags, int oldval)
 264 {
 265         int val;
 266
 267         if ((val = i686_mtrrtype(flags)) == -1)
 268                 return (oldval & 0xff);
 269         return (val & 0xff);
 270 }
 271
 272 /*
 273  * Update running CPU(s) MTRRs to match the ranges in the descriptor
 274  * list.
 275  *
 276  * XXX Must be called with interrupts enabled.
 277  */
 278 static void
 279 i686_mrstore(struct mem_range_softc *sc)
 280 {
 281 #ifdef SMP
 282         /*
 283          * We should use ipi_all_but_self() to call other CPUs into a
 284          * locking gate, then call a target function to do this work.
 285          * The "proper" solution involves a generalised locking gate
 286          * implementation, not ready yet.
 287          */
 288         lwkt_cpusync_simple(-1, i686_mrstoreone_cpusync, sc);
 289 #else
 290         mpintr_lock();
 291         i686_mrstoreone(sc);
 292         mpintr_unlock();
 293 #endif
 294 }
 295
 296 #ifdef SMP
 297
 298 static void
 299 i686_mrstoreone_cpusync(void *arg)
 300 {
 301         i686_mrstoreone(arg);
 302 }
 303
 304 #endif
 305
 306 /*
 307  * Update the current CPU's MTRRs with those represented in the
 308  * descriptor list.  Note that we do this wholesale rather than just
 309  * stuffing one entry; this is simpler (but slower, of course).
 310  */
 311 static void
 312 i686_mrstoreone(void *arg)
 313 {
 314         struct mem_range_softc *sc = arg;
 315         struct mem_range_desc *mrd;
 316         u_int64_t omsrv, msrv;
 317         int i, j, msr;
 318         u_int cr4save;
 319
 320         mrd = sc->mr_desc;
 321
 322         /* Disable PGE. */
 323         cr4save = rcr4();
 324         if (cr4save & CR4_PGE)
 325                 load_cr4(cr4save & ~CR4_PGE);
 326
 327         /* Disable caches (CD = 1, NW = 0). */
 328         load_cr0((rcr0() & ~CR0_NW) | CR0_CD);
 329
 330         /* Flushes caches and TLBs. */
 331         wbinvd();
 332
 333         /* Disable MTRRs (E = 0). */
 334         wrmsr(MSR_MTRRdefType, rdmsr(MSR_MTRRdefType) & ~MTRR_DEF_ENABLE);
 335
 336         /* Set fixed-range MTRRs. */
 337         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 338                 msr = MSR_MTRR64kBase;
 339                 for (i = 0; i < (MTRR_N64K / 8); i++, msr++) {
 340                         msrv = 0;
 341                         omsrv = rdmsr(msr);
 342                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 343                                 msrv = msrv << 8;
 344                                 msrv |= i686_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 345                                     omsrv >> (j * 8));
 346                         }
 347                         wrmsr(msr, msrv);
 348                         mrd += 8;
 349                 }
 350                 msr = MSR_MTRR16kBase;
 351                 for (i = 0; i < (MTRR_N16K / 8); i++, msr++) {
 352                         msrv = 0;
 353                         omsrv = rdmsr(msr);
 354                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 355                                 msrv = msrv << 8;
 356                                 msrv |= i686_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 357                                     omsrv >> (j * 8));
 358                         }
 359                         wrmsr(msr, msrv);
 360                         mrd += 8;
 361                 }
 362                 msr = MSR_MTRR4kBase;
 363                 for (i = 0; i < (MTRR_N4K / 8); i++, msr++) {
 364                         msrv = 0;
 365                         omsrv = rdmsr(msr);
 366                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 367                                 msrv = msrv << 8;
 368                                 msrv |= i686_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 369                                     omsrv >> (j * 8));
 370                         }
 371                         wrmsr(msr, msrv);
 372                         mrd += 8;
 373                 }
 374         }
 375
 376         /* Set remainder which must be variable MTRRs. */
 377         msr = MSR_MTRRVarBase;
 378         for (; (mrd - sc->mr_desc) < sc->mr_ndesc; msr += 2, mrd++) {
 379                 /* base/type register */
 380                 omsrv = rdmsr(msr);
 381                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 382                         msrv = mrd->mr_base & mtrr_physmask;
 383                         msrv |= i686_mrt2mtrr(mrd->mr_flags, omsrv);
 384                 } else {
 385                         msrv = 0;
 386                 }
 387                 wrmsr(msr, msrv);
 388
 389                 /* mask/active register */
 390                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 391                         msrv = MTRR_PHYSMASK_VALID |
 392                             (~(mrd->mr_len - 1) & mtrr_physmask);
 393                 } else {
 394                         msrv = 0;
 395                 }
 396                 wrmsr(msr + 1, msrv);
 397         }
 398
 399         /* Flush caches, TLBs. */
 400         wbinvd();
 401
 402         /* Enable MTRRs. */
 403         wrmsr(MSR_MTRRdefType, rdmsr(MSR_MTRRdefType) | MTRR_DEF_ENABLE);
 404
 405         /* Enable caches (CD = 0, NW = 0). */
 406         load_cr0(rcr0() & ~(CR0_CD | CR0_NW));
 407
 408         /* Restore PGE. */
 409         load_cr4(cr4save);
 410 }
 411
 412 /*
 413  * Hunt for the fixed MTRR referencing (addr)
 414  */
 415 static struct mem_range_desc *
 416 i686_mtrrfixsearch(struct mem_range_softc *sc, u_int64_t addr)
 417 {
 418         struct mem_range_desc *mrd;
 419         int i;
 420
 421         for (i = 0, mrd = sc->mr_desc; i < (MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K);
 422              i++, mrd++)
 423                 if ((addr >= mrd->mr_base) &&
 424                     (addr < (mrd->mr_base + mrd->mr_len)))
 425                         return (mrd);
 426         return (NULL);
 427 }
 428
 429 /*
 430  * Try to satisfy the given range request by manipulating the fixed
 431  * MTRRs that cover low memory.
 432  *
 433  * Note that we try to be generous here; we'll bloat the range out to
 434  * the next higher/lower boundary to avoid the consumer having to know
 435  * too much about the mechanisms here.
 436  *
 437  * XXX note that this will have to be updated when we start supporting
 438  * "busy" ranges.
 439  */
 440 static int
 441 i686_mrsetlow(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd, int *arg)
 442 {
 443         struct mem_range_desc *first_md, *last_md, *curr_md;
 444
 445         /* Range check. */
 446         if (((first_md = i686_mtrrfixsearch(sc, mrd->mr_base)) == NULL) ||
 447             ((last_md = i686_mtrrfixsearch(sc, mrd->mr_base + mrd->mr_len - 1)) == NULL))
 448                 return (EINVAL);
 449
 450         /* Check that we aren't doing something risky. */
 451         if (!(mrd->mr_flags & MDF_FORCE))
 452                 for (curr_md = first_md; curr_md <= last_md; curr_md++) {
 453                         if ((curr_md->mr_flags & MDF_ATTRMASK) == MDF_UNKNOWN)
 454                                 return (EACCES);
 455                 }
 456
 457         /* Set flags, clear set-by-firmware flag. */
 458         for (curr_md = first_md; curr_md <= last_md; curr_md++) {
 459                 curr_md->mr_flags = mrcopyflags(curr_md->mr_flags &
 460                     ~MDF_FIRMWARE, mrd->mr_flags);
 461                 bcopy(mrd->mr_owner, curr_md->mr_owner, sizeof(mrd->mr_owner));
 462         }
 463
 464         return (0);
 465 }
 466
 467 /*
 468  * Modify/add a variable MTRR to satisfy the request.
 469  *
 470  * XXX needs to be updated to properly support "busy" ranges.
 471  */
 472 static int
 473 i686_mrsetvariable(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd,
 474     int *arg)
 475 {
 476         struct mem_range_desc *curr_md, *free_md;
 477         int i;
 478
 479         /*
 480          * Scan the currently active variable descriptors, look for
 481          * one we exactly match (straight takeover) and for possible
 482          * accidental overlaps.
 483          *
 484          * Keep track of the first empty variable descriptor in case
 485          * we can't perform a takeover.
 486          */
 487         i = (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) ? MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K : 0;
 488         curr_md = sc->mr_desc + i;
 489         free_md = NULL;
 490         for (; i < sc->mr_ndesc; i++, curr_md++) {
 491                 if (curr_md->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 492                         /* Exact match? */
 493                         if ((curr_md->mr_base == mrd->mr_base) &&
 494                             (curr_md->mr_len == mrd->mr_len)) {
 495
 496                                 /* Whoops, owned by someone. */
 497                                 if (curr_md->mr_flags & MDF_BUSY)
 498                                         return (EBUSY);
 499
 500                                 /* Check that we aren't doing something risky */
 501                                 if (!(mrd->mr_flags & MDF_FORCE) &&
 502                                     ((curr_md->mr_flags & MDF_ATTRMASK) ==
 503                                     MDF_UNKNOWN))
 504                                         return (EACCES);
 505
 506                                 /* Ok, just hijack this entry. */
 507                                 free_md = curr_md;
 508                                 break;
 509                         }
 510
 511                         /* Non-exact overlap? */
 512                         if (mroverlap(curr_md, mrd)) {
 513                                 /* Between conflicting region types? */
 514                                 if (i686_mtrrconflict(curr_md->mr_flags,
 515                                     mrd->mr_flags))
 516                                         return (EINVAL);
 517                         }
 518                 } else if (free_md == NULL) {
 519                         free_md = curr_md;
 520                 }
 521         }
 522
 523         /* Got somewhere to put it? */
 524         if (free_md == NULL)
 525                 return (ENOSPC);
 526
 527         /* Set up new descriptor. */
 528         free_md->mr_base = mrd->mr_base;
 529         free_md->mr_len = mrd->mr_len;
 530         free_md->mr_flags = mrcopyflags(MDF_ACTIVE, mrd->mr_flags);
 531         bcopy(mrd->mr_owner, free_md->mr_owner, sizeof(mrd->mr_owner));
 532         return (0);
 533 }
 534
 535 /*
 536  * Handle requests to set memory range attributes by manipulating MTRRs.
 537  */
 538 static int
 539 i686_mrset(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd, int *arg)
 540 {
 541         struct mem_range_desc *targ;
 542         int error = 0;
 543
 544         switch(*arg) {
 545         case MEMRANGE_SET_UPDATE:
 546                 /*
 547                  * Make sure that what's being asked for is even
 548                  * possible at all.
 549                  */
 550                 if (!mrvalid(mrd->mr_base, mrd->mr_len) ||
 551                     i686_mtrrtype(mrd->mr_flags) == -1)
 552                         return (EINVAL);
 553
 554 #define FIXTOP  ((MTRR_N64K * 0x10000) + (MTRR_N16K * 0x4000) + (MTRR_N4K * 0x1000))
 555
 556                 /* Are the "low memory" conditions applicable? */
 557                 if ((sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) &&
 558                     ((mrd->mr_base + mrd->mr_len) <= FIXTOP)) {
 559                         if ((error = i686_mrsetlow(sc, mrd, arg)) != 0)
 560                                 return (error);
 561                 } else {
 562                         /* It's time to play with variable MTRRs. */
 563                         if ((error = i686_mrsetvariable(sc, mrd, arg)) != 0)
 564                                 return (error);
 565                 }
 566                 break;
 567
 568         case MEMRANGE_SET_REMOVE:
 569                 if ((targ = mem_range_match(sc, mrd)) == NULL)
 570                         return (ENOENT);
 571                 if (targ->mr_flags & MDF_FIXACTIVE)
 572                         return (EPERM);
 573                 if (targ->mr_flags & MDF_BUSY)
 574                         return (EBUSY);
 575                 targ->mr_flags &= ~MDF_ACTIVE;
 576                 targ->mr_owner[0] = 0;
 577                 break;
 578
 579         default:
 580                 return (EOPNOTSUPP);
 581         }
 582
 583         /* Update the hardware. */
 584         i686_mrstore(sc);
 585
 586         /* Refetch to see where we're at. */
 587         i686_mrfetch(sc);
 588         return (0);
 589 }
 590
 591 /*
 592  * Work out how many ranges we support, initialise storage for them,
 593  * and fetch the initial settings.
 594  */
 595 static void
 596 i686_mrinit(struct mem_range_softc *sc)
 597 {
 598         struct mem_range_desc *mrd;
 599         u_int regs[4];
 600         int i, nmdesc = 0, pabits;
 601
 602         mtrrcap = rdmsr(MSR_MTRRcap);
 603         mtrrdef = rdmsr(MSR_MTRRdefType);
 604
 605         /* For now, bail out if MTRRs are not enabled. */
 606         if (!(mtrrdef & MTRR_DEF_ENABLE)) {
 607                 if (bootverbose)
 608                         kprintf("CPU supports MTRRs but not enabled\n");
 609                 return;
 610         }
 611         nmdesc = mtrrcap & MTRR_CAP_VCNT;
 612         if (bootverbose)
 613                 kprintf("Pentium Pro MTRR support enabled\n");
 614
 615         /*
 616          * Determine the size of the PhysMask and PhysBase fields in
 617          * the variable range MTRRs.  If the extended CPUID 0x80000008
 618          * is present, use that to figure out how many physical
 619          * address bits the CPU supports.  Otherwise, default to 36
 620          * address bits.
 621          */
 622         if (cpu_exthigh >= 0x80000008) {
 623                 do_cpuid(0x80000008, regs);
 624                 pabits = regs[0] & 0xff;
 625         } else
 626                 pabits = 36;
 627         mtrr_physmask = ((1ULL << pabits) - 1) & ~0xfffULL;
 628
 629         /* If fixed MTRRs supported and enabled. */
 630         if ((mtrrcap & MTRR_CAP_FIXED) && (mtrrdef & MTRR_DEF_FIXED_ENABLE)) {
 631                 sc->mr_cap = MR686_FIXMTRR;
 632                 nmdesc += MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K;
 633         }
 634
 635         sc->mr_desc = kmalloc(nmdesc * sizeof(struct mem_range_desc), M_MEMDESC,
 636             M_WAITOK | M_ZERO);
 637         sc->mr_ndesc = nmdesc;
 638
 639         mrd = sc->mr_desc;
 640
 641         /* Populate the fixed MTRR entries' base/length. */
 642         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 643                 for (i = 0; i < MTRR_N64K; i++, mrd++) {
 644                         mrd->mr_base = i * 0x10000;
 645                         mrd->mr_len = 0x10000;
 646                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 647                             MDF_FIXACTIVE;
 648                 }
 649                 for (i = 0; i < MTRR_N16K; i++, mrd++) {
 650                         mrd->mr_base = i * 0x4000 + 0x80000;
 651                         mrd->mr_len = 0x4000;
 652                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 653                             MDF_FIXACTIVE;
 654                 }
 655                 for (i = 0; i < MTRR_N4K; i++, mrd++) {
 656                         mrd->mr_base = i * 0x1000 + 0xc0000;
 657                         mrd->mr_len = 0x1000;
 658                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 659                             MDF_FIXACTIVE;
 660                 }
 661         }
 662
 663         /*
 664          * Get current settings, anything set now is considered to
 665          * have been set by the firmware. (XXX has something already
 666          * played here?)
 667          */
 668         i686_mrfetch(sc);
 669         mrd = sc->mr_desc;
 670         for (i = 0; i < sc->mr_ndesc; i++, mrd++) {
 671                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE)
 672                         mrd->mr_flags |= MDF_FIRMWARE;
 673         }
 674 }
 675
 676 #ifdef SMP
 677
 678 static void
 679 i686_mrAPinit_cpusync(void *arg)
 680 {
 681         i686_mrAPinit(arg);
 682 }
 683
 684 #endif
 685
 686 /*
 687  * Initialise MTRRs on an AP after the BSP has run the init code.
 688  */
 689 static void
 690 i686_mrAPinit(struct mem_range_softc *sc)
 691 {
 692
 693         i686_mrstoreone(sc);
 694         wrmsr(MSR_MTRRdefType, mtrrdef);
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Re-initialise running CPU(s) MTRRs to match the ranges in the descriptor
 699  * list.
 700  *
 701  * XXX Must be called with interrupts enabled.
 702  */
 703 static void
 704 i686_mrreinit(struct mem_range_softc *sc)
 705 {
 706 #ifdef SMP
 707         /*
 708          * We should use ipi_all_but_self() to call other CPUs into a
 709          * locking gate, then call a target function to do this work.
 710          * The "proper" solution involves a generalised locking gate
 711          * implementation, not ready yet.
 712          */
 713         lwkt_cpusync_simple(-1, i686_mrAPinit_cpusync, sc);
 714 #else
 715         mpintr_lock();
 716         i686_mrAPinit(sc);
 717         mpintr_unlock();
 718 #endif
 719 }
 720
 721 static void
 722 i686_mem_drvinit(void *unused)
 723 {
 724
 725         if (mtrrs_disabled)
 726                 return;
 727         if (!(cpu_feature & CPUID_MTRR))
 728                 return;
 729         if ((cpu_id & 0xf00) != 0x600 && (cpu_id & 0xf00) != 0xf00)
 730                 return;
 731         switch (cpu_vendor_id) {
 732         case CPU_VENDOR_INTEL:
 733         case CPU_VENDOR_AMD:
 734                 break;
 735         case CPU_VENDOR_CENTAUR:
 736                 if (cpu_exthigh >= 0x80000008)
 737                         break;
 738                 /* FALLTHROUGH */
 739         default:
 740                 return;
 741         }
 742         mem_range_softc.mr_op = &i686_mrops;
 743 }
 744 SYSINIT(i686memdev, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_FIRST, i686_mem_drvinit, NULL);