sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_msgbuf.h"
  51 #include "opt_swap.h"
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/systm.h>
  55 #include <sys/sysproto.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/linker.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/priv.h>
  62 #include <sys/buf.h>
  63 #include <sys/reboot.h>
  64 #include <sys/mbuf.h>
  65 #include <sys/msgbuf.h>
  66 #include <sys/sysent.h>
  67 #include <sys/sysctl.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/bus.h>
  70 #include <sys/usched.h>
  71 #include <sys/reg.h>
  72 #include <sys/sbuf.h>
  73 #include <sys/ctype.h>
  74 #include <sys/serialize.h>
  75 #include <sys/systimer.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89 #include <sys/mutex2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <sys/efi.h>
  96
  97 #include <ddb/ddb.h>
  98
  99 #include <machine/cpu.h>
 100 #include <machine/clock.h>
 101 #include <machine/specialreg.h>
 102 #if 0 /* JG */
 103 #include <machine/bootinfo.h>
 104 #endif
 105 #include <machine/md_var.h>
 106 #include <machine/metadata.h>
 107 #include <machine/pc/bios.h>
 108 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 109 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 110 #include <machine/smp.h>
 111 #ifdef PERFMON
 112 #include <machine/perfmon.h>
 113 #endif
 114 #include <machine/cputypes.h>
 115 #include <machine/intr_machdep.h>
 116 #include <machine/framebuffer.h>
 117
 118 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 119 #include <bus/isa/isa_device.h>
 120 #endif
 121 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 122 #include <bus/isa/rtc.h>
 123 #include <sys/random.h>
 124 #include <sys/ptrace.h>
 125 #include <machine/sigframe.h>
 126
 127 #include <sys/machintr.h>
 128 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 129 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 130 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 131 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 132 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 133 #include <machine/mptable.h>
 134
 135 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 136
 137 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 138
 139 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 140 extern void identify_cpu(void);
 141 #if 0 /* JG */
 142 extern void finishidentcpu(void);
 143 #endif
 144 extern void panicifcpuunsupported(void);
 145
 146 static void cpu_startup(void *);
 147 static void pic_finish(void *);
 148 static void cpu_finish(void *);
 149
 150 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 151 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 152 #ifdef DIRECTIO
 153 extern void ffs_rawread_setup(void);
 154 #endif /* DIRECTIO */
 155 static void init_locks(void);
 156
 157 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 158
 159 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 160 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 161 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 162
 163 #ifdef DDB
 164 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 165 #endif
 166
 167 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 168 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 169
 170 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 171 u_long  atdevbase;
 172 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 173 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 174 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 175
 176 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 177
 178 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 179 extern int swtch_optim_stats;
 180 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 181         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 182 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 183         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 184 #endif
 185 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 186         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 187 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 188     "monitor/mwait target state");
 189
 190 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 191         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 192          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 193
 194 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 195
 196 #define CPU_MWAIT_C1            1
 197 #define CPU_MWAIT_C2            2
 198 #define CPU_MWAIT_C3            3
 199 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 200
 201 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 202 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 203
 204 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 205 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 206
 207 struct cpu_mwait_cx {
 208         int                     subcnt;
 209         char                    name[4];
 210         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 211         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 212 };
 213 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 214 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 215
 216 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 217 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 218 static int                      *cpu_mwait_hints;
 219
 220 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 221 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 222
 223 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 224
 225 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 226 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 227 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 228
 229 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 230 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 231
 232 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 233                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 234                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 235
 236 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 237     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 238 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 239     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 240
 241 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 242                     int *, boolean_t);
 243 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 244 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 245 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 246
 247 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 248     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 249 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 250     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 251 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 252     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 253
 254 long physmem = 0;
 255
 256 u_long ebda_addr = 0;
 257
 258 int imcr_present = 0;
 259
 260 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 261
 262 u_int base_memory;
 263 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 264
 265 static int
 266 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 267 {
 268         u_long pmem = ctob(physmem);
 269
 270         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 271         return (error);
 272 }
 273
 274 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 275         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 276
 277 static int
 278 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 279 {
 280         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 281                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 282         return (error);
 283 }
 284
 285 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 286         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 287
 288 static int
 289 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 290 {
 291         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 292                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 293         return (error);
 294 }
 295
 296 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 297         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 298
 299 vm_paddr_t Maxmem;
 300 vm_paddr_t Realmem;
 301
 302 /*
 303  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 304  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 305  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 306  * PHYSSEG entries.
 307  */
 308 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 309
 310 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 311 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 312
 313 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 314 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 315 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 316
 317 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 318 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 319 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 320 static struct trapframe proc0_tf;
 321
 322 static void
 323 cpu_startup(void *dummy)
 324 {
 325         caddr_t v;
 326         vm_size_t size = 0;
 327         vm_offset_t firstaddr;
 328
 329         /*
 330          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 331          */
 332         kprintf("%s", version);
 333         startrtclock();
 334         printcpuinfo();
 335         panicifcpuunsupported();
 336 #ifdef PERFMON
 337         perfmon_init();
 338 #endif
 339         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 340                 (intmax_t)Realmem,
 341                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 342         /*
 343          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 344          */
 345         if (bootverbose) {
 346                 int indx;
 347
 348                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 349                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 350                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 351
 352                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 353                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 354                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 355                                 (intmax_t)size1,
 356                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 357                 }
 358         }
 359
 360         /*
 361          * Allocate space for system data structures.
 362          * The first available kernel virtual address is in "v".
 363          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 364          * As pages of memory are allocated and cleared,
 365          * "firstaddr" is incremented.
 366          * An index into the kernel page table corresponding to the
 367          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 368          */
 369
 370         /*
 371          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 372          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 373          * addresses to the various data structures.
 374          */
 375         firstaddr = 0;
 376 again:
 377         v = (caddr_t)firstaddr;
 378
 379 #define valloc(name, type, num) \
 380             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 381 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 382             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 383
 384         /*
 385          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 386          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 387          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 388          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 389          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 390          * maxbcache bytes.
 391          *
 392          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 393          */
 394         if (nbuf == 0) {
 395                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 396                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 397
 398                 nbuf = 50;
 399                 if (kbytes > 4096)
 400                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 401                 if (kbytes > 65536)
 402                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 403                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 404                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 405         }
 406
 407         /*
 408          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 409          * kernel_map.
 410          */
 411         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 412                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 413                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 414                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 415                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 416         }
 417
 418         /*
 419          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 420          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 421          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 422          * can prevent the system from paging properly.
 423          */
 424         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 425                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 426                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 427         }
 428
 429         /*
 430          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 431          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 432          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 433          */
 434         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 435                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 436                        sizeof(struct buf) / 2;
 437                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 438                         "considerations", nbuf);
 439         }
 440
 441         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 442 #ifdef NSWBUF_MIN
 443         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 444                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 445 #endif
 446         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 447 #ifdef NSWBUF_MIN
 448         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 449                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 450 #endif
 451 #ifdef DIRECTIO
 452         ffs_rawread_setup();
 453 #endif
 454
 455         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 456         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 457         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 458
 459         /*
 460          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 461          */
 462         if (firstaddr == 0) {
 463                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 464                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 465                 if (firstaddr == 0)
 466                         panic("startup: no room for tables");
 467                 goto again;
 468         }
 469
 470         /*
 471          * End of second pass, addresses have been assigned
 472          *
 473          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 474          *
 475          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 476          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 477          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 478          */
 479         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 480                 panic("startup: table size inconsistency");
 481
 482         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 483                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 484                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 485         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 486                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 487         buffer_map.system_map = 1;
 488         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 489                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 490                       pager_map_size);
 491         pager_map.system_map = 1;
 492         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 493                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 494                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 495                 1024 / 1024);
 496 }
 497
 498 struct cpu_idle_stat {
 499         int     hint;
 500         int     reserved;
 501         u_long  halt;
 502         u_long  spin;
 503         u_long  repeat;
 504         u_long  repeat_last;
 505         u_long  repeat_delta;
 506         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 507 } __cachealign;
 508
 509 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 510 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 511
 512 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 513
 514 static int
 515 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 516 {
 517         int idx = arg2, cpu, error;
 518         u_long val = 0;
 519
 520         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 521                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 522                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 523         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 524                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 525                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 526         } else {
 527                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 528                     ("invalid index %d", idx));
 529                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 530                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 531         }
 532
 533         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 534         if (error || req->newptr == NULL)
 535                 return error;
 536
 537         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 538                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 539                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 540                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 541         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 542                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 543                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 544                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 545         } else {
 546                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 547                     ("invalid index %d", idx));
 548                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 549                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 550                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 551         }
 552         return 0;
 553 }
 554
 555 static void
 556 cpu_mwait_attach(void)
 557 {
 558         struct sbuf sb;
 559         int hint_idx, i;
 560
 561         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 562                 return;
 563
 564         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 565             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 566              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 567               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 568                 int bm_sts = 1;
 569
 570                 /*
 571                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 572                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 573                  */
 574                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 575
 576                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 577                 if (!bm_sts)
 578                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 579         }
 580
 581         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 582             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 583
 584         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 585                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 586                 int sub;
 587
 588                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 589
 590                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 591                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 592                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 593                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 594                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 595                         continue;
 596
 597                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 598                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 599                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 600                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 601                     "sub-state count");
 602                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 603                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 604                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 605                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 606
 607                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 608                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 609         }
 610         sbuf_trim(&sb);
 611         sbuf_finish(&sb);
 612
 613         /*
 614          * Non-deep C-states
 615          */
 616         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 617         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 618                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 619         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 620             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 621
 622         hint_idx = 0;
 623         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 624                 int j, subcnt;
 625
 626                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 627                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 628                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 629                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 630                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 631                         ++hint_idx;
 632                 }
 633         }
 634         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 635             ("mwait hint count %d != index %d",
 636              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 637
 638         if (bootverbose) {
 639                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 640                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 641                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 642
 643                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 644                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 645                             hint);
 646                 }
 647         }
 648
 649         /*
 650          * Deep C-states
 651          */
 652         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 653                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 654         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 655             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 656
 657         hint_idx = 0;
 658         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 659                 int j, subcnt;
 660
 661                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 662                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 663                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 664                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 665                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 666                         ++hint_idx;
 667                 }
 668         }
 669         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 670             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 671              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 672
 673         if (bootverbose) {
 674                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 675                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 676                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 677
 678                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 679                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 680                             hint);
 681                 }
 682         }
 683         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 684
 685         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 686                 char name[16];
 687
 688                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 689                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 690                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 691                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 692                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 693         }
 694 }
 695
 696 static void
 697 cpu_finish(void *dummy __unused)
 698 {
 699         cpu_setregs();
 700         cpu_mwait_attach();
 701 }
 702
 703 static void
 704 pic_finish(void *dummy __unused)
 705 {
 706         /* Log ELCR information */
 707         elcr_dump();
 708
 709         /* Log MPTABLE information */
 710         mptable_pci_int_dump();
 711
 712         /* Finalize PCI */
 713         MachIntrABI.finalize();
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Send an interrupt to process.
 718  *
 719  * Stack is set up to allow sigcode stored
 720  * at top to call routine, followed by kcall
 721  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 722  * resets the signal mask, the stack, and the
 723  * frame pointer, it returns to the user
 724  * specified pc, psl.
 725  */
 726 void
 727 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 728 {
 729         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 730         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 731         struct trapframe *regs;
 732         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 733         struct sigframe sf, *sfp;
 734         int oonstack;
 735         char *sp;
 736
 737         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 738         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 739
 740         /* Save user context */
 741         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 742         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 743         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 744         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 745         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 746         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 747
 748         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 749         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 750
 751         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 752         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 753             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 754                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 755                               sizeof(struct sigframe));
 756                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 757         } else {
 758                 /* We take red zone into account */
 759                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 760         }
 761
 762         /*
 763          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 764          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 765          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 766          * kernel is ok.
 767          *
 768          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 769          * context directly.
 770          */
 771         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 772
 773         /* Translate the signal is appropriate */
 774         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 775                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 776                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 777         }
 778
 779         /*
 780          * Build the argument list for the signal handler.
 781          *
 782          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 783          */
 784         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 785         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 786
 787         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 788                 /*
 789                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 790                  *
 791                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 792                  */
 793                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 794                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 795                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 796
 797                 /* fill siginfo structure */
 798                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 799                 sf.sf_si.si_code = code;
 800                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 801         } else {
 802                 /*
 803                  * Old FreeBSD-style arguments.
 804                  *
 805                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 806                  */
 807                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 808                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 809                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 810         }
 811
 812         /*
 813          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 814          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 815          * eflags.
 816          */
 817 #if 0 /* JG */
 818         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 819                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 820                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 821
 822                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 823                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 824                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 825                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 826
 827                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 828                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 829                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 830                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 831
 832                 /*
 833                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 834                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 835                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 836                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 837                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 838                  */
 839                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 840         }
 841 #endif
 842
 843         /*
 844          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 845          */
 846         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 847
 848         /*
 849          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 850          */
 851         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 852                 /*
 853                  * Something is wrong with the stack pointer.
 854                  * ...Kill the process.
 855                  */
 856                 sigexit(lp, SIGILL);
 857         }
 858
 859         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 860         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 861
 862         /*
 863          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 864          * on function entry
 865          */
 866         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 867
 868         /*
 869          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 870          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 871          * stored in-context.
 872          */
 873         regs->tf_cs = _ucodesel;
 874         regs->tf_ss = _udatasel;
 875         clear_quickret();
 876 }
 877
 878 /*
 879  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 880  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 881  * issue.
 882  *
 883  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 884  * bad idea?
 885  */
 886 int
 887 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 888 {
 889         frame->tf_cs = _ucodesel;
 890         frame->tf_ss = _udatasel;
 891         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 892         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 893         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 894
 895         return(0);
 896 }
 897
 898 /*
 899  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 900  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 901  */
 902 int
 903 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 904 {
 905         return(0);
 906 }
 907
 908 /*
 909  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 910  *
 911  * System call to cleanup state after a signal
 912  * has been taken.  Reset signal mask and
 913  * stack state from context left by sendsig (above).
 914  * Return to previous pc and psl as specified by
 915  * context left by sendsig. Check carefully to
 916  * make sure that the user has not modified the
 917  * state to gain improper privileges.
 918  *
 919  * MPSAFE
 920  */
 921 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 922 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 923
 924 int
 925 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 926 {
 927         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 928         struct trapframe *regs;
 929         ucontext_t uc;
 930         ucontext_t *ucp;
 931         register_t rflags;
 932         int cs;
 933         int error;
 934
 935         /*
 936          * We have to copy the information into kernel space so userland
 937          * can't modify it while we are sniffing it.
 938          */
 939         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 940         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 941         if (error)
 942                 return (error);
 943         ucp = &uc;
 944         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 945
 946         /* VM (8086) mode not supported */
 947         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 948
 949 #if 0 /* JG */
 950         if (eflags & PSL_VM) {
 951                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 952                 struct vm86_kernel *vm86;
 953
 954                 /*
 955                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 956                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 957                  */
 958                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 959                         return (EINVAL);
 960                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 961                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 962                         return (EINVAL);
 963
 964                 /* go back to user mode if both flags are set */
 965                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 966                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 967
 968                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 969                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 970                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 971                 } else {
 972                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 973                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 974                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 975                 }
 976                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 977                 tf->tf_eflags = eflags;
 978                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 979                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 980                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 981                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 982                 tf->tf_ds = _udatasel;
 983                 tf->tf_es = _udatasel;
 984                 tf->tf_fs = _udatasel;
 985                 tf->tf_gs = _udatasel;
 986         } else
 987 #endif
 988         {
 989                 /*
 990                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 991                  */
 992                 /*
 993                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 994                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 995                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 996                  * the signal context during signal handling and there is no
 997                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 998                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 999                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
1000                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
1001                  */
1002                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
1003                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
1004                         return(EINVAL);
1005                 }
1006
1007                 /*
1008                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1009                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1010                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1011                  */
1012                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1013                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1014                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1015                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1016                         return(EINVAL);
1017                 }
1018                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1019         }
1020
1021         /*
1022          * Restore the FPU state from the frame
1023          */
1024         crit_enter();
1025         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1026
1027         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1028                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1029         else
1030                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1031
1032         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1033         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1034         clear_quickret();
1035         crit_exit();
1036         return(EJUSTRETURN);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Machine dependent boot() routine
1041  *
1042  * I haven't seen anything to put here yet
1043  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1044  */
1045 void
1046 cpu_boot(int howto)
1047 {
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Shutdown the CPU as much as possible
1052  */
1053 void
1054 cpu_halt(void)
1055 {
1056         for (;;)
1057                 __asm__ __volatile("hlt");
1058 }
1059
1060 /*
1061  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1062  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1063  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1064  *
1065  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1066  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1067  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1068  * critical section.
1069  *
1070  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1071  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1072  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1073  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1074  *
1075  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1076  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1077  *
1078  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1079  */
1080 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1081 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1082     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1083 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1084     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1085
1086 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1087     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1088 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1089     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1090
1091 static void
1092 cpu_idle_default_hook(void)
1093 {
1094         /*
1095          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1096          * following the sti.
1097          */
1098         __asm __volatile("sti; hlt");
1099 }
1100
1101 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1102 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1103
1104 static __inline int
1105 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1106 {
1107         int hint, cx_idx;
1108         u_int idx;
1109
1110         hint = stat->hint;
1111         if (hint >= 0)
1112                 goto done;
1113
1114         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1115             cpu_mwait_repeat_shift;
1116         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1117                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1118                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1119         }
1120         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1121                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1122                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1123                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1124         } else {
1125                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1126                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1127                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1128         }
1129 done:
1130         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1131         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1132                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1133         return hint;
1134 }
1135
1136 void
1137 cpu_idle(void)
1138 {
1139         globaldata_t gd = mycpu;
1140         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1141         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1142         int reqflags;
1143         int quick;
1144
1145         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1146
1147         crit_exit();
1148         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1149
1150         for (;;) {
1151                 /*
1152                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1153                  */
1154                 lwkt_switch();
1155
1156                 /*
1157                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1158                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1159                  * splz() does the job.
1160                  *
1161                  * cpu_idle_hlt:
1162                  *      0       Never halt, just spin
1163                  *
1164                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1165                  *
1166                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1167                  *              cpus.
1168                  *
1169                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1170                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1171                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1172                  *
1173                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1174                  *              Intel cpus.
1175                  *
1176                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1177                  *              eats the least amount of power but the cpu
1178                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1179                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1180                  *
1181                  *      4       Always use HLT.
1182                  *
1183                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1184                  *       section.
1185                  *
1186                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1187                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1188                  *       it overflows.
1189                  *
1190                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1191                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1192                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1193                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1194                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1195                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1196                  *
1197                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1198                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1199                  * the request.
1200                  */
1201                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1202                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1203                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1204                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1205                         stat->repeat_last = 0;
1206                         stat->repeat_delta = 0;
1207                 }
1208                 ++stat->repeat_last;
1209
1210                 ++gd->gd_idle_repeat;
1211                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1212                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1213                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1214                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1215
1216                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1217                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1218                         splz(); /* XXX */
1219                         crit_enter_gd(gd);
1220                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1221                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1222                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1223                         stat->halt++;
1224                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1225                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1226                                                       gd->gd_cpuid)) {
1227                                 cpu_invltlb();
1228                         }
1229                         crit_exit_gd(gd);
1230                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1231                         __asm __volatile("cli");
1232                         splz();
1233                         crit_enter_gd(gd);
1234                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1235                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1236                                 if (quick)
1237                                         cpu_idle_default_hook();
1238                                 else
1239                                         cpu_idle_hook();
1240                         }
1241                         __asm __volatile("sti");
1242                         stat->halt++;
1243                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1244                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1245                                                       gd->gd_cpuid)) {
1246                                 cpu_invltlb();
1247                         }
1248                         crit_exit_gd(gd);
1249                 } else {
1250                         splz();
1251                         __asm __volatile("sti");
1252                         stat->spin++;
1253                 }
1254         }
1255 }
1256
1257 /*
1258  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1259  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1260  * we let it spin.
1261  */
1262 void
1263 cpu_spinlock_contested(void)
1264 {
1265         cpu_pause();
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Clear registers on exec
1270  */
1271 void
1272 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1273 {
1274         struct thread *td = curthread;
1275         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1276         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1277         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1278
1279         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1280         user_ldt_free(pcb);
1281
1282         clear_quickret();
1283         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1284         regs->tf_rip = entry;
1285         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1286         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1287         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1288         regs->tf_ss = _udatasel;
1289         regs->tf_cs = _ucodesel;
1290         regs->tf_rbx = ps_strings;
1291
1292         /*
1293          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1294          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1295          */
1296         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1297                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1298                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1299                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1300                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1301                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1302                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1303                 if (pcb == td->td_pcb) {
1304                         /*
1305                          * Clear the debug registers on the running
1306                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1307                          * the next process we switch to.
1308                          */
1309                         reset_dbregs();
1310                 }
1311                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1312         }
1313
1314         /*
1315          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1316          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1317          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1318          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1319          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1320          */
1321         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1322
1323         /*
1324          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1325          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1326          *       may panic in npxdna().
1327          */
1328         crit_enter();
1329         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1330
1331         /*
1332          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1333          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1334          *       code knows what the current MSR values are.
1335          */
1336         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1337         pcb->pcb_gsbase = 0;
1338         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1339         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1340         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1341         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1342
1343         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1344         npxinit();
1345         crit_exit();
1346
1347         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1348         pcb->pcb_es = _udatasel;
1349         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1350         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1351 }
1352
1353 void
1354 cpu_setregs(void)
1355 {
1356         register_t cr0;
1357
1358         cr0 = rcr0();
1359         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1360         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1361         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1362         load_cr0(cr0);
1363         load_gs(_udatasel);
1364 }
1365
1366 static int
1367 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1368 {
1369         int error;
1370         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1371                 req);
1372         if (!error && req->newptr)
1373                 resettodr();
1374         return (error);
1375 }
1376
1377 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1378         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1379
1380 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1381         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1382
1383 #if 0 /* JG */
1384 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1385         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1386 #endif
1387
1388 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1389         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1390
1391 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1392 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1393         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1394
1395 /*
1396  * Initialize 386 and configure to run kernel
1397  */
1398
1399 /*
1400  * Initialize segments & interrupt table
1401  */
1402
1403 int _default_ldt;
1404 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1405 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1406 #if 0 /* JG */
1407 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1408 #endif
1409
1410 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1411 struct region_descriptor r_gdt;
1412 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1413
1414 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1415 void *proc0paddr;
1416 /* JG alignment? */
1417 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1418
1419
1420 /* software prototypes -- in more palatable form */
1421 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1422 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1423 {       0x0,                    /* segment base address  */
1424         0x0,                    /* length */
1425         0,                      /* segment type */
1426         0,                      /* segment descriptor priority level */
1427         0,                      /* segment descriptor present */
1428         0,                      /* long */
1429         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1430         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1431 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1432 {       0x0,                    /* segment base address  */
1433         0xfffff,                /* length - all address space */
1434         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1435         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1436         1,                      /* segment descriptor present */
1437         1,                      /* long */
1438         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1439         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1440 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1441 {       0x0,                    /* segment base address  */
1442         0xfffff,                /* length - all address space */
1443         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1444         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1445         1,                      /* segment descriptor present */
1446         1,                      /* long */
1447         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1448         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1449 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1450 {       0x0,                    /* segment base address  */
1451         0xfffff,                /* length - all address space */
1452         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1453         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1454         1,                      /* segment descriptor present */
1455         0,                      /* long */
1456         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1457         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1458 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1459 {       0x0,                    /* segment base address  */
1460         0xfffff,                /* length - all address space */
1461         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1462         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1463         1,                      /* segment descriptor present */
1464         0,                      /* long */
1465         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1466         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1467 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1468 {       0x0,                    /* segment base address  */
1469         0xfffff,                /* length - all address space */
1470         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1471         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1472         1,                      /* segment descriptor present */
1473         1,                      /* long */
1474         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1475         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1476 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1477 {
1478         0x0,                    /* segment base address */
1479         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1480         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1481         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1482         1,                      /* segment descriptor present */
1483         0,                      /* long */
1484         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1485         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1486 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1487 {       0x0,                    /* segment base address  */
1488         0x0,                    /* length */
1489         0,                      /* segment type */
1490         0,                      /* segment descriptor priority level */
1491         0,                      /* segment descriptor present */
1492         0,                      /* long */
1493         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1494         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1495 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1496 {       0x0,                    /* segment base address  */
1497         0xfffff,                /* length - all address space */
1498         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1499         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1500         1,                      /* segment descriptor present */
1501         0,                      /* long */
1502         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1503         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1504 };
1505
1506 void
1507 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1508 {
1509         int cpu;
1510
1511         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1512                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1513
1514                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1515                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1516                 ip->gd_ist = ist;
1517                 ip->gd_xx = 0;
1518                 ip->gd_type = typ;
1519                 ip->gd_dpl = dpl;
1520                 ip->gd_p = 1;
1521                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1522         }
1523 }
1524
1525 void
1526 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1527 {
1528         struct gate_descriptor *ip;
1529
1530         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1531
1532         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1533         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1534         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1535         ip->gd_ist = ist;
1536         ip->gd_xx = 0;
1537         ip->gd_type = typ;
1538         ip->gd_dpl = dpl;
1539         ip->gd_p = 1;
1540         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1541 }
1542
1543 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1544
1545 extern inthand_t
1546         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1547         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1548         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1549         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1550         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1551         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1552
1553 void
1554 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1555 {
1556         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1557         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1558         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1559         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1560         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1561         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1562         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1563 }
1564
1565 void
1566 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1567 {
1568
1569         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1570         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1571         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1572         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1573         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1574         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1575         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1576         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1577         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1578         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1579 }
1580
1581 void
1582 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1583     struct system_segment_descriptor *sd)
1584 {
1585
1586         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1587         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1588         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1589         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1590         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1591         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1592         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1593         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1598  * available physical memory in the system, then test this memory and
1599  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1600  *
1601  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1602  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1603  *
1604  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1605  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1606  *
1607  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1608  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1609  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1610  *
1611  * XXX first should be vm_paddr_t.
1612  */
1613
1614 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1615 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1616         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1617         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1618         struct efi_map_header *efihdrbase;
1619         u_int32_t smapsize;
1620
1621 static void
1622 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1623 {
1624         int i;
1625
1626         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1627         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1628
1629         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1630                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1631                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1632                             smap->type, smap->base, smap->length);
1633
1634                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1635                         continue;
1636
1637                 if (smap->length == 0)
1638                         continue;
1639
1640                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1641                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1642                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1643                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1644                                                 "memory region, ignoring "
1645                                                 "second region\n");
1646                                 }
1647                                 break;
1648                         }
1649                 }
1650                 if (i <= *physmap_idx)
1651                         continue;
1652
1653                 Realmem += smap->length;
1654
1655                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1656                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1657                         continue;
1658                 }
1659
1660                 *physmap_idx += 2;
1661                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1662                         kprintf("Too many segments in the physical "
1663                                 "address map, giving up\n");
1664                         break;
1665                 }
1666                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1667                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1668         }
1669 }
1670
1671 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1672         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1673
1674 static void
1675 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1676 {
1677          struct efi_md *map, *p;
1678          const char *type;
1679          size_t efisz;
1680          int i, ndesc;
1681
1682         static const char *types[] = {
1683                 "Reserved",
1684                 "LoaderCode",
1685                 "LoaderData",
1686                 "BootServicesCode",
1687                 "BootServicesData",
1688                 "RuntimeServicesCode",
1689                 "RuntimeServicesData",
1690                 "ConventionalMemory",
1691                 "UnusableMemory",
1692                 "ACPIReclaimMemory",
1693                 "ACPIMemoryNVS",
1694                 "MemoryMappedIO",
1695                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1696                 "PalCode"
1697          };
1698
1699         /*
1700          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1701          * Boot Services API.
1702          */
1703         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1704         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1705
1706         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1707                 return;
1708         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1709
1710         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1711                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1712                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1713
1714         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1715             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1716                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1717                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1718                                 type = types[p->md_type];
1719                         else
1720                                 type = "<INVALID>";
1721                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1722                             p->md_virt, p->md_pages);
1723                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1724                                 kprintf("UC ");
1725                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1726                                 kprintf("WC ");
1727                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1728                                 kprintf("WT ");
1729                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1730                                 kprintf("WB ");
1731                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1732                                 kprintf("UCE ");
1733                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1734                                 kprintf("WP ");
1735                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1736                                 kprintf("RP ");
1737                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1738                                 kprintf("XP ");
1739                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1740                                 kprintf("RUNTIME");
1741                         kprintf("\n");
1742                 }
1743
1744                 switch (p->md_type) {
1745                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1746                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1747                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1748                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1749                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1750                         /*
1751                          * We're allowed to use any entry with these types.
1752                          */
1753                         break;
1754                 default:
1755                         continue;
1756                 }
1757
1758                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1759
1760                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1761                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1762                         continue;
1763                 }
1764
1765                 *physmap_idx += 2;
1766                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1767                         kprintf("Too many segments in the physical "
1768                                 "address map, giving up\n");
1769                         break;
1770                 }
1771                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1772                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1773          }
1774 }
1775
1776 struct fb_info efi_fb_info;
1777 static int have_efi_framebuffer = 0;
1778
1779 static void
1780 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1781 {
1782         uint64_t sz;
1783         vm_offset_t addr, v;
1784
1785         v = efi_fb_info.vaddr;
1786         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1787
1788         if (direct_map) {
1789                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1790                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1791                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1792         } else {
1793                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1794                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1795         }
1796
1797         if (v == 0 && efi_fb_info.vaddr != 0)
1798                 memset((void *)efi_fb_info.vaddr, 0x77, sz);
1799 }
1800
1801 int
1802 probe_efi_fb(int early)
1803 {
1804         struct efi_fb   *efifb;
1805         caddr_t         kmdp;
1806
1807         if (have_efi_framebuffer) {
1808                 if (!early &&
1809                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1810                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1811                         efi_fb_init_vaddr(0);
1812                 return 0;
1813         }
1814
1815         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1816         if (kmdp == NULL)
1817                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1818         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1819             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1820         if (efifb == NULL)
1821                 return 1;
1822
1823         have_efi_framebuffer = 1;
1824
1825         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1826         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1827         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1828         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1829         efi_fb_info.depth = 32;
1830         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1831         if (early) {
1832                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1833         } else {
1834                 efi_fb_init_vaddr(0);
1835         }
1836         efi_fb_info.restore = NULL;
1837         efi_fb_info.device = NULL;
1838
1839         return 0;
1840 }
1841
1842 static void
1843 efifb_startup(void *arg)
1844 {
1845         probe_efi_fb(0);
1846 }
1847
1848 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1849
1850 static void
1851 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1852 {
1853         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1854         int i, j;
1855         vm_paddr_t pa;
1856         vm_paddr_t msgbuf_size;
1857         u_long physmem_tunable;
1858         pt_entry_t *pte;
1859         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1860
1861         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1862         physmap_idx = 0;
1863
1864         /*
1865          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1866          *
1867          * subr_module.c says:
1868          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1869          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1870          */
1871         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1872             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1873         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1874             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1875         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1876                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1877
1878         if (efihdrbase == NULL)
1879                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1880         else
1881                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1882
1883         base_memory = physmap[1] / 1024;
1884         /* make hole for AP bootstrap code */
1885         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1886
1887         /* Save EBDA address, if any */
1888         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1889         ebda_addr <<= 4;
1890
1891         /*
1892          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1893          * highest page of the physical address space.  It should be
1894          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1895          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1896          */
1897         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1898
1899 #ifdef MAXMEM
1900         Maxmem = MAXMEM / 4;
1901 #endif
1902
1903         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1904                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1905
1906         /*
1907          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1908          * in the system.
1909          */
1910         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1911                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1912
1913         /*
1914          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1915          */
1916         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1917                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1918                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1919         }
1920
1921         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1922             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1923                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1924         }
1925
1926         /*
1927          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1928          *
1929          * Mask off page 0.
1930          */
1931         pmap_bootstrap(&first);
1932         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1933
1934         /*
1935          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1936          * exceeding Maxmem.
1937          */
1938         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1939                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1940                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1941                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1942                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1943                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1944
1945                 physmap[j] = physmap[i];
1946                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1947
1948                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1949                         j += 2;
1950         }
1951         physmap_idx = j - 2;
1952
1953         /*
1954          * Align anything else used in the validation loop.
1955          */
1956         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1957
1958         /*
1959          * Size up each available chunk of physical memory.
1960          */
1961         pa_indx = 0;
1962         da_indx = 1;
1963         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1964         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1965         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1966         pte = CMAP1;
1967
1968         /*
1969          * Get dcons buffer address
1970          */
1971         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1972             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1973                 dcons_addr = 0;
1974
1975         /*
1976          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1977          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1978          * of PAGE_SIZE.
1979          */
1980         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1981                 vm_paddr_t end;
1982
1983                 end = physmap[i + 1];
1984
1985                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1986                         int tmp, page_bad, full;
1987                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1988
1989                         full = FALSE;
1990                         /*
1991                          * block out kernel memory as not available.
1992                          */
1993                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1994                                 goto do_dump_avail;
1995
1996                         /*
1997                          * block out dcons buffer
1998                          */
1999                         if (dcons_addr > 0
2000                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2001                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2002                                 goto do_dump_avail;
2003                         }
2004
2005                         page_bad = FALSE;
2006
2007                         /*
2008                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2009                          */
2010                         *pte = pa |
2011                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2012                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2013                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2014                         cpu_invltlb();
2015
2016                         tmp = *ptr;
2017                         /*
2018                          * Test for alternating 1's and 0's
2019                          */
2020                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
2021                         cpu_mfence();
2022                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
2023                                 page_bad = TRUE;
2024                         /*
2025                          * Test for alternating 0's and 1's
2026                          */
2027                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
2028                         cpu_mfence();
2029                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
2030                                 page_bad = TRUE;
2031                         /*
2032                          * Test for all 1's
2033                          */
2034                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
2035                         cpu_mfence();
2036                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
2037                                 page_bad = TRUE;
2038                         /*
2039                          * Test for all 0's
2040                          */
2041                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
2042                         cpu_mfence();
2043                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
2044                                 page_bad = TRUE;
2045                         /*
2046                          * Restore original value.
2047                          */
2048                         *ptr = tmp;
2049
2050                         /*
2051                          * Adjust array of valid/good pages.
2052                          */
2053                         if (page_bad == TRUE)
2054                                 continue;
2055                         /*
2056                          * If this good page is a continuation of the
2057                          * previous set of good pages, then just increase
2058                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2059                          * Note that "end" points one higher than end,
2060                          * making the range >= start and < end.
2061                          * If we're also doing a speculative memory
2062                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2063                          * so that we keep going. The first bad page
2064                          * will terminate the loop.
2065                          */
2066                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2067                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2068                         } else {
2069                                 pa_indx++;
2070                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2071                                         kprintf(
2072                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2073                                         pa_indx--;
2074                                         full = TRUE;
2075                                         goto do_dump_avail;
2076                                 }
2077                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2078                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2079                         }
2080                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
2081 do_dump_avail:
2082                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2083                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2084                         } else {
2085                                 da_indx++;
2086                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2087                                         da_indx--;
2088                                         goto do_next;
2089                                 }
2090                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2091                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2092                         }
2093 do_next:
2094                         if (full)
2095                                 break;
2096                 }
2097         }
2098         *pte = 0;
2099         cpu_invltlb();
2100
2101         /*
2102          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2103          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2104          * calculation, etc.).
2105          */
2106         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2107
2108         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2109                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2110                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2111                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2112                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2113         }
2114
2115         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2116
2117         /* Trim off space for the message buffer. */
2118         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2119
2120         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2121
2122         /* Map the message buffer. */
2123         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2124                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2125                             phys_avail[pa_indx] + off);
2126         }
2127         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2128         if (have_efi_framebuffer)
2129                 efi_fb_init_vaddr(1);
2130 }
2131
2132 struct machintr_abi MachIntrABI;
2133
2134 /*
2135  * IDT VECTORS:
2136  *      0       Divide by zero
2137  *      1       Debug
2138  *      2       NMI
2139  *      3       BreakPoint
2140  *      4       OverFlow
2141  *      5       Bound-Range
2142  *      6       Invalid OpCode
2143  *      7       Device Not Available (x87)
2144  *      8       Double-Fault
2145  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2146  *      10      Invalid-TSS
2147  *      11      Segment not present
2148  *      12      Stack
2149  *      13      General Protection
2150  *      14      Page Fault
2151  *      15      Reserved
2152  *      16      x87 FP Exception pending
2153  *      17      Alignment Check
2154  *      18      Machine Check
2155  *      19      SIMD floating point
2156  *      20-31   reserved
2157  *      32-255  INTn/external sources
2158  */
2159 u_int64_t
2160 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2161 {
2162         caddr_t kmdp;
2163         int gsel_tss, x, cpu;
2164 #if 0 /* JG */
2165         int metadata_missing, off;
2166 #endif
2167         struct mdglobaldata *gd;
2168         u_int64_t msr;
2169
2170         /*
2171          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2172          */
2173         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2174         bzero(gd, sizeof(*gd));
2175
2176         /*
2177          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2178          * early in the boot sequence because the system assumes
2179          * that 'curthread' is never NULL.
2180          */
2181
2182         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2183         thread0.td_gd = &gd->mi;
2184
2185         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2186
2187 #if 0 /* JG */
2188         metadata_missing = 0;
2189         if (bootinfo.bi_modulep) {
2190                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2191                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2192         } else {
2193                 metadata_missing = 1;
2194         }
2195         if (bootinfo.bi_envp)
2196                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2197 #endif
2198
2199         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2200         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2201         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2202         if (kmdp == NULL)
2203                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2204         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2205         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2206 #ifdef DDB
2207         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2208         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2209 #endif
2210
2211         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2212                 bootverbose++;
2213
2214         /*
2215          * Default MachIntrABI to ICU
2216          */
2217         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2218
2219         /*
2220          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2221          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2222          */
2223         ncpus = 1;
2224         ncpus2 = 1;
2225         ncpus_fit = 1;
2226         /* Init basic tunables, hz etc */
2227         init_param1();
2228
2229         /*
2230          * make gdt memory segments
2231          */
2232         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2233                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2234
2235         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2236
2237         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2238                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2239                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2240         }
2241         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2242             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2243
2244         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2245         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2246         lgdt(&r_gdt);
2247
2248         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2249         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2250         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2251
2252         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2253         cpu_gdinit(gd, 0);
2254         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2255         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2256         safepri = TDPRI_MAX;
2257
2258         /* spinlocks and the BGL */
2259         init_locks();
2260
2261         /* exceptions */
2262         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2263                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2264         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2265         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2266         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2267         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2268         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2269         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2270         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2271         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2272         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2273         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2274         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2275         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2276         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2277         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2278         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2279         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2280         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2281         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2282         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2283
2284         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2285                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2286                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2287         }
2288
2289         lidt(&r_idt_arr[0]);
2290
2291         /*
2292          * Initialize the console before we print anything out.
2293          */
2294         cninit();
2295
2296 #if 0 /* JG */
2297         if (metadata_missing)
2298                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2299 #endif
2300
2301 #if     NISA >0
2302         elcr_probe();
2303         isa_defaultirq();
2304 #endif
2305         rand_initialize();
2306
2307         /*
2308          * Initialize IRQ mapping
2309          *
2310          * NOTE:
2311          * SHOULD be after elcr_probe()
2312          */
2313         MachIntrABI_ICU.initmap();
2314         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2315
2316 #ifdef DDB
2317         kdb_init();
2318         if (boothowto & RB_KDB)
2319                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2320 #endif
2321
2322 #if 0 /* JG */
2323         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2324         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2325         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2326 #endif
2327         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2328         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2329
2330         /*
2331          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2332          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2333          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2334          *
2335          * On modern amd cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2336          * significant power management in HLT or ACPI (but cpu_idle_hlt=1
2337          * would try to use MWAIT).
2338          *
2339          * On older amd or intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2340          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2341          * longer.
2342          */
2343         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2344             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2345                 cpu_idle_hlt = 1;
2346         }
2347         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
2348             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {  /* Bobcat or later */
2349                 cpu_idle_hlt = 3;
2350         }
2351
2352         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2353         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2354         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2355         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2356
2357         /*
2358          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2359          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2360          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2361          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2362          *
2363          * NOTE:
2364          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2365          * 'cpu_feature2'
2366          */
2367         if (ioapic_enable < 0) {
2368                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2369                         ioapic_enable = 0;
2370                 else
2371                         ioapic_enable = 1;
2372         }
2373
2374         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2375         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2376                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2377                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2378         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2379         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2380
2381         /* double fault stack */
2382         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2383                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2384                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2385
2386         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2387         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2388
2389         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2390         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2391         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2392         ltr(gsel_tss);
2393
2394         /* Set up the fast syscall stuff */
2395         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2396         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2397         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2398         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2399         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2400               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2401         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2402         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2403
2404         getmemsize(kmdp, physfree);
2405         init_param2(physmem);
2406
2407         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2408
2409         /* Map the message buffer. */
2410 #if 0 /* JG */
2411         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2412                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2413 #endif
2414
2415         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2416
2417
2418         /* transfer to user mode */
2419
2420         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2421         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2422         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2423
2424         load_ds(_udatasel);
2425         load_es(_udatasel);
2426         load_fs(_udatasel);
2427
2428         /* setup proc 0's pcb */
2429         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2430         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2431         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2432         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2433
2434         /* Location of kernel stack for locore */
2435         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2440  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2441  * data space were allocated in locore.
2442  *
2443  * Note: the idlethread's cpl is 0
2444  *
2445  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2446  */
2447 void
2448 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2449 {
2450         if (cpu)
2451                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2452
2453         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2454                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2455                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2456                         0, &gd->mi);
2457         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2458         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2459         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2460         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2461 }
2462
2463 /*
2464  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2465  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2466  * checking CPU_prvspace[*].
2467  */
2468 int
2469 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2470 {
2471 #if 0
2472         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2473             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2474                 return (TRUE);
2475         }
2476 #endif
2477         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2478                 return (TRUE);
2479         return (FALSE);
2480 }
2481
2482 struct globaldata *
2483 globaldata_find(int cpu)
2484 {
2485         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2486         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2487 }
2488
2489 /*
2490  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2491  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2492  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2493  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2494  */
2495 int
2496 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2497 {
2498         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2499                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2500         else
2501                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2502         return (0);
2503 }
2504
2505 int
2506 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2507 {
2508         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2509         return (0);
2510 }
2511
2512 int
2513 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2514 {
2515         struct trapframe *tp;
2516
2517         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2518                 return EINVAL;
2519         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2520         return (0);
2521 }
2522
2523 int
2524 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2525 {
2526         struct trapframe *tp;
2527
2528         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2529         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2530             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2531                 return (EINVAL);
2532         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2533         clear_quickret();
2534         return (0);
2535 }
2536
2537 static void
2538 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2539 {
2540         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2541         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2542         int i;
2543
2544         /* FPU control/status */
2545         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2546         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2547         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2548         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2549         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2550         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2551         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2552         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2553
2554         /* FPU registers */
2555         for (i = 0; i < 8; ++i)
2556                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2557 }
2558
2559 static void
2560 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2561 {
2562         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2563         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2564         int i;
2565
2566         /* FPU control/status */
2567         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2568         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2569         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2570         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2571         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2572         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2573         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2574         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2575
2576         /* FPU registers */
2577         for (i = 0; i < 8; ++i)
2578                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2579 }
2580
2581 int
2582 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2583 {
2584         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2585                 return EINVAL;
2586         if (cpu_fxsr) {
2587                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2588                                 (struct save87 *)fpregs);
2589                 return (0);
2590         }
2591         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2592         return (0);
2593 }
2594
2595 int
2596 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2597 {
2598         if (cpu_fxsr) {
2599                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2600                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2601                 return (0);
2602         }
2603         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2604         return (0);
2605 }
2606
2607 int
2608 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2609 {
2610         struct pcb *pcb;
2611
2612         if (lp == NULL) {
2613                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2614                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2615                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2616                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2617                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2618                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2619                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2620                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2621                 return (0);
2622         }
2623         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2624                 return EINVAL;
2625         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2626         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2627         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2628         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2629         dbregs->dr[4] = 0;
2630         dbregs->dr[5] = 0;
2631         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2632         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2633         return (0);
2634 }
2635
2636 int
2637 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2638 {
2639         if (lp == NULL) {
2640                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2641                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2642                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2643                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2644                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2645                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2646                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2647                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2648         } else {
2649                 struct pcb *pcb;
2650                 struct ucred *ucred;
2651                 int i;
2652                 uint64_t mask1, mask2;
2653
2654                 /*
2655                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2656                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2657                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2658                  * TRCTRAP.
2659                  */
2660                 /* JG this loop looks unreadable */
2661                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2662                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2663                  */
2664                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2665                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2666                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2667                  * carried to decide if it is safe and useful to
2668                  * provide access to that capability
2669                  */
2670                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2671                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2672                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2673                                 return (EINVAL);
2674
2675                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2676                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2677
2678                 /*
2679                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2680                  * process's address space.  If a process could do this, it
2681                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2682                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2683                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2684                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2685                  * uid 0.
2686                  *
2687                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2688                  * address space is written into from within the kernel
2689                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2690                  * from within kernel mode?
2691                  */
2692
2693                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2694                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2695                                 /* dr0 is enabled */
2696                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2697                                         return (EINVAL);
2698                         }
2699
2700                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2701                                 /* dr1 is enabled */
2702                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2703                                         return (EINVAL);
2704                         }
2705
2706                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2707                                 /* dr2 is enabled */
2708                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2709                                         return (EINVAL);
2710                         }
2711
2712                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2713                                 /* dr3 is enabled */
2714                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2715                                         return (EINVAL);
2716                         }
2717                 }
2718
2719                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2720                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2721                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2722                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2723                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2724                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2725
2726                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2727         }
2728
2729         return (0);
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2734  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2735  */
2736 int
2737 user_dbreg_trap(void)
2738 {
2739         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2740         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2741         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2742         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2743         int i;
2744
2745         dr7 = rdr7();
2746         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2747                 /*
2748                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2749                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2750                  * hardware debug registers
2751                  */
2752                 return 0;
2753         }
2754
2755         nbp = 0;
2756         dr6 = rdr6();
2757         bp = dr6 & 0xf;
2758
2759         if (bp == 0) {
2760                 /*
2761                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2762                  * trap was not caused by any of the debug registers
2763                  */
2764                 return 0;
2765         }
2766
2767         /*
2768          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2769          * which ones and if any of them are user space addresses
2770          */
2771
2772         if (bp & 0x01) {
2773                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2774         }
2775         if (bp & 0x02) {
2776                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2777         }
2778         if (bp & 0x04) {
2779                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2780         }
2781         if (bp & 0x08) {
2782                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2783         }
2784
2785         for (i=0; i<nbp; i++) {
2786                 if (addr[i] <
2787                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2788                         /*
2789                          * addr[i] is in user space
2790                          */
2791                         return nbp;
2792                 }
2793         }
2794
2795         /*
2796          * None of the breakpoints are in user space.
2797          */
2798         return 0;
2799 }
2800
2801
2802 #ifndef DDB
2803 void
2804 Debugger(const char *msg)
2805 {
2806         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2807 }
2808 #endif /* no DDB */
2809
2810 #ifdef DDB
2811
2812 /*
2813  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2814  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2815  * called inside DDB.
2816  *
2817  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2818  */
2819
2820 #undef inb
2821 #undef outb
2822
2823 /* silence compiler warnings */
2824 u_char inb(u_int);
2825 void outb(u_int, u_char);
2826
2827 u_char
2828 inb(u_int port)
2829 {
2830         u_char  data;
2831         /*
2832          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2833          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2834          * if we tell it to load (u_short) port.
2835          */
2836         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2837         return (data);
2838 }
2839
2840 void
2841 outb(u_int port, u_char data)
2842 {
2843         u_char  al;
2844         /*
2845          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2846          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2847          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2848          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2849          */
2850         al = data;
2851         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2852 }
2853
2854 #endif /* DDB */
2855
2856
2857
2858 /*
2859  * initialize all the SMP locks
2860  */
2861
2862 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2863 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2864
2865 /* lock region used by kernel profiling */
2866 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2867
2868 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2869 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2870
2871 /* lock regions around the clock hardware */
2872 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2873
2874 static void
2875 init_locks(void)
2876 {
2877         /*
2878          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2879          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2880          */
2881         cpu_get_initial_mplock();
2882         /* DEPRECATED */
2883         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2884         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2885         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2886         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2887
2888         /* our token pool needs to work early */
2889         lwkt_token_pool_init();
2890 }
2891
2892 boolean_t
2893 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2894 {
2895         int cx_idx, sub;
2896
2897         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2898         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2899                 return FALSE;
2900
2901         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2902         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2903                 return FALSE;
2904
2905         return TRUE;
2906 }
2907
2908 void
2909 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2910 {
2911         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2912 }
2913
2914 void
2915 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2916 {
2917         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2918 }
2919
2920 static int
2921 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2922 {
2923         int old_cx_idx, sub = 0;
2924
2925         if (hint >= 0) {
2926                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2927                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2928         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2929                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2930         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2931                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2932         } else {
2933                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2934         }
2935
2936         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2937                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2938         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2939                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2940         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2941                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2942         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2943             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2944                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2945         else
2946                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2947
2948         return old_cx_idx;
2949 }
2950
2951 static int
2952 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2953 {
2954         int cx_idx, sub, hint;
2955         char *ptr, *start;
2956
2957         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2958                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2959                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2960                 goto done;
2961         }
2962         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2963                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2964                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2965                 goto done;
2966         }
2967
2968         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2969                 return -1;
2970         start = &name[1];
2971         ptr = NULL;
2972
2973         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2974         if (ptr == start || *ptr != '/')
2975                 return -1;
2976         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2977                 return -1;
2978
2979         start = ptr + 1;
2980         ptr = NULL;
2981
2982         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2983         if (*ptr != '\0')
2984                 return -1;
2985         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2986                 return -1;
2987
2988         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2989 done:
2990         *hint0 = hint;
2991         return cx_idx;
2992 }
2993
2994 static int
2995 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
2996 {
2997         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2998                 return EOPNOTSUPP;
2999         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3000                 int error;
3001
3002                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3003                 if (error)
3004                         return error;
3005         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3006                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3007         }
3008         return 0;
3009 }
3010
3011 static int
3012 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3013     boolean_t allow_auto)
3014 {
3015         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3016         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3017
3018         hint = *hint0;
3019         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3020             allow_auto);
3021
3022         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3023         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3024                 return error;
3025
3026         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3027                 return EOPNOTSUPP;
3028
3029         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3030         if (cx_idx < 0)
3031                 return EINVAL;
3032
3033         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3034         if (error)
3035                 return error;
3036
3037         *hint0 = hint;
3038         return 0;
3039 }
3040
3041 static int
3042 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3043 {
3044         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3045         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3046
3047         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3048
3049         hint = stat->hint;
3050         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3051
3052         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3053         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3054         if (cx_idx < 0)
3055                 return EINVAL;
3056
3057         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3058         if (error)
3059                 return error;
3060
3061         stat->hint = hint;
3062         return 0;
3063 }
3064
3065 static int
3066 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3067 {
3068         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3069         int error, cx_idx, cpu;
3070         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3071
3072         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3073
3074         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3075         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3076                 return error;
3077
3078         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3079                 return EOPNOTSUPP;
3080
3081         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3082         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3083
3084         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3085         if (cx_idx < 0)
3086                 return EINVAL;
3087
3088         /* Change per-cpu CX configuration */
3089         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3090                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3091                 if (error)
3092                         return error;
3093         }
3094
3095         cpu_mwait_halt_global = hint;
3096         return 0;
3097 }
3098
3099 static int
3100 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3101 {
3102         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3103         int error;
3104
3105         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3106             &stat->hint, TRUE);
3107         return error;
3108 }
3109
3110 static int
3111 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3112 {
3113         int error;
3114
3115         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3116             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3117         return error;
3118 }
3119
3120 /*
3121  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3122  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3123  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3124  *
3125  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3126  */
3127 #if 0
3128 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3129 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3130 #endif
3131
3132 void
3133 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3134 {
3135 #if 0
3136         globaldata_t gd = mycpu;
3137         int cpu = gd->gd_cpuid;
3138         char buf[64];
3139         short *gptr;
3140         int i;
3141
3142         if (cpu <= 20) {
3143                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3144                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3145                 ++gptr;
3146
3147                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3148                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3149                     gd->gd_infomsg);
3150                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3151                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3152                 }
3153         }
3154 #if 0
3155         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3156                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3157                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3158         }
3159         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3160         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3161                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3162                         gd->gd_cpuid);
3163         }
3164         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3165                 int delta;
3166                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3167                         delta = saveticks[i] - ticks;
3168                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3169                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3170                                       gd->gd_cpuid, i);
3171                         }
3172                 }
3173         }
3174 #endif
3175 #endif
3176 }