sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_directio.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_msgbuf.h"
  50 #include "opt_swap.h"
  51
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/sysproto.h>
  55 #include <sys/signalvar.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/linker.h>
  58 #include <sys/malloc.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/priv.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/reboot.h>
  63 #include <sys/mbuf.h>
  64 #include <sys/msgbuf.h>
  65 #include <sys/sysent.h>
  66 #include <sys/sysctl.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #include <sys/bus.h>
  69 #include <sys/usched.h>
  70 #include <sys/reg.h>
  71 #include <sys/sbuf.h>
  72 #include <sys/ctype.h>
  73 #include <sys/serialize.h>
  74 #include <sys/systimer.h>
  75
  76 #include <vm/vm.h>
  77 #include <vm/vm_param.h>
  78 #include <sys/lock.h>
  79 #include <vm/vm_kern.h>
  80 #include <vm/vm_object.h>
  81 #include <vm/vm_page.h>
  82 #include <vm/vm_map.h>
  83 #include <vm/vm_pager.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85
  86 #include <sys/thread2.h>
  87 #include <sys/mplock2.h>
  88 #include <sys/mutex2.h>
  89
  90 #include <sys/user.h>
  91 #include <sys/exec.h>
  92 #include <sys/cons.h>
  93
  94 #include <sys/efi.h>
  95
  96 #include <ddb/ddb.h>
  97
  98 #include <machine/cpu.h>
  99 #include <machine/clock.h>
 100 #include <machine/specialreg.h>
 101 #if 0 /* JG */
 102 #include <machine/bootinfo.h>
 103 #endif
 104 #include <machine/md_var.h>
 105 #include <machine/metadata.h>
 106 #include <machine/pc/bios.h>
 107 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 108 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 109 #include <machine/smp.h>
 110 #include <machine/cputypes.h>
 111 #include <machine/intr_machdep.h>
 112 #include <machine/framebuffer.h>
 113
 114 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 115 #include <bus/isa/isa_device.h>
 116 #endif
 117 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 118 #include <bus/isa/rtc.h>
 119 #include <sys/random.h>
 120 #include <sys/ptrace.h>
 121 #include <machine/sigframe.h>
 122
 123 #include <sys/machintr.h>
 124 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 125 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 126 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 127 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 128 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 129 #include <machine/mptable.h>
 130
 131 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 132
 133 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 134
 135 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 136 extern void identify_cpu(void);
 137 #if 0 /* JG */
 138 extern void finishidentcpu(void);
 139 #endif
 140 extern void panicifcpuunsupported(void);
 141
 142 static void cpu_startup(void *);
 143 static void pic_finish(void *);
 144 static void cpu_finish(void *);
 145
 146 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 147 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 148 #ifdef DIRECTIO
 149 extern void ffs_rawread_setup(void);
 150 #endif /* DIRECTIO */
 151 static void init_locks(void);
 152
 153 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 154
 155 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 156 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 157 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 158
 159 #ifdef DDB
 160 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 161 #endif
 162
 163 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 164 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 165
 166 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 167 u_long  atdevbase;
 168 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 169 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 170 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 171
 172 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 173
 174 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 175 extern int swtch_optim_stats;
 176 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 177         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 178 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 179         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 180 #endif
 181 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 182         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 183 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 184     "monitor/mwait target state");
 185
 186 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 187         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 188          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 189
 190 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 191
 192 #define CPU_MWAIT_C1            1
 193 #define CPU_MWAIT_C2            2
 194 #define CPU_MWAIT_C3            3
 195 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 196
 197 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 198 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 199
 200 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 201 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 202
 203 struct cpu_mwait_cx {
 204         int                     subcnt;
 205         char                    name[4];
 206         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 207         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 208 };
 209 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 210 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 211
 212 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 213 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 214 static int                      *cpu_mwait_hints;
 215
 216 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 217 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 218
 219 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 220
 221 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 222 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 223 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 224
 225 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 226 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 227
 228 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 229                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 230                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 231
 232 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 233     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 234 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 235     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 236
 237 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 238                     int *, boolean_t);
 239 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 240 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 241 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 242
 243 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 244     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 245 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 246     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 247 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 248     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 249
 250 long physmem = 0;
 251
 252 u_long ebda_addr = 0;
 253
 254 int imcr_present = 0;
 255
 256 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 257
 258 u_int base_memory;
 259 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 260
 261 static int
 262 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 263 {
 264         u_long pmem = ctob(physmem);
 265
 266         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 267         return (error);
 268 }
 269
 270 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 271         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 272
 273 static int
 274 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 275 {
 276         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 277                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 278         return (error);
 279 }
 280
 281 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 282         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 283
 284 static int
 285 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 286 {
 287         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 288                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 289         return (error);
 290 }
 291
 292 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 293         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 294
 295 vm_paddr_t Maxmem;
 296 vm_paddr_t Realmem;
 297
 298 /*
 299  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 300  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 301  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 302  * PHYSSEG entries.
 303  */
 304 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 305
 306 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 307 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 308
 309 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 310 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 311 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 312
 313 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 314 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 315 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 316 static struct trapframe proc0_tf;
 317
 318 static void
 319 cpu_startup(void *dummy)
 320 {
 321         caddr_t v;
 322         vm_size_t size = 0;
 323         vm_offset_t firstaddr;
 324
 325         /*
 326          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 327          */
 328         kprintf("%s", version);
 329         startrtclock();
 330         printcpuinfo();
 331         panicifcpuunsupported();
 332         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 333                 (intmax_t)Realmem,
 334                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 335         /*
 336          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 337          */
 338         if (bootverbose) {
 339                 int indx;
 340
 341                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 342                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 343                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 344
 345                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 346                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 347                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 348                                 (intmax_t)size1,
 349                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 350                 }
 351         }
 352
 353         /*
 354          * Allocate space for system data structures.
 355          * The first available kernel virtual address is in "v".
 356          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 357          * As pages of memory are allocated and cleared,
 358          * "firstaddr" is incremented.
 359          * An index into the kernel page table corresponding to the
 360          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 361          */
 362
 363         /*
 364          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 365          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 366          * addresses to the various data structures.
 367          */
 368         firstaddr = 0;
 369 again:
 370         v = (caddr_t)firstaddr;
 371
 372 #define valloc(name, type, num) \
 373             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 374 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 375             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 376
 377         /*
 378          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
 379          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 380          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 381          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 382          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 383          * maxbcache bytes.
 384          *
 385          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 386          */
 387         if (nbuf == 0) {
 388                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
 389                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 390
 391                 nbuf = 50;
 392                 if (kbytes > 4096)
 393                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 394                 if (kbytes > 65536)
 395                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 396                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
 397                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 398         }
 399
 400         /*
 401          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 402          * kernel_map.
 403          */
 404         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 405                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
 406                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 407                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
 408                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 409         }
 410
 411         /*
 412          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 413          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 414          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 415          * can prevent the system from paging properly.
 416          */
 417         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 418                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
 419                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 420         }
 421
 422         /*
 423          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 424          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 425          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 426          */
 427         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 428                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 429                        sizeof(struct buf) / 2;
 430                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 431                         "considerations\n", nbuf);
 432         }
 433
 434         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 435 #ifdef NSWBUF_MIN
 436         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 437                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 438 #endif
 439         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 440 #ifdef NSWBUF_MIN
 441         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 442                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 443 #endif
 444 #ifdef DIRECTIO
 445         ffs_rawread_setup();
 446 #endif
 447
 448         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 449         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 450         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 451
 452         /*
 453          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 454          */
 455         if (firstaddr == 0) {
 456                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 457                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 458                 if (firstaddr == 0)
 459                         panic("startup: no room for tables");
 460                 goto again;
 461         }
 462
 463         /*
 464          * End of second pass, addresses have been assigned
 465          *
 466          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 467          *
 468          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 469          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 470          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 471          */
 472         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 473                 panic("startup: table size inconsistency");
 474
 475         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 476                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 477                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 478         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 479                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 480         buffer_map.system_map = 1;
 481         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 482                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 483                       pager_map_size);
 484         pager_map.system_map = 1;
 485         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 486                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 487                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 488                 1024 / 1024);
 489 }
 490
 491 struct cpu_idle_stat {
 492         int     hint;
 493         int     reserved;
 494         u_long  halt;
 495         u_long  spin;
 496         u_long  repeat;
 497         u_long  repeat_last;
 498         u_long  repeat_delta;
 499         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 500 } __cachealign;
 501
 502 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 503 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 504
 505 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 506
 507 static int
 508 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 509 {
 510         int idx = arg2, cpu, error;
 511         u_long val = 0;
 512
 513         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 514                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 515                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 516         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 517                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 518                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 519         } else {
 520                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 521                     ("invalid index %d", idx));
 522                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 523                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 524         }
 525
 526         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 527         if (error || req->newptr == NULL)
 528                 return error;
 529
 530         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 531                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 532                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 533                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 534         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 535                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 536                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 537                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 538         } else {
 539                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 540                     ("invalid index %d", idx));
 541                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 542                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 543                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 544         }
 545         return 0;
 546 }
 547
 548 static void
 549 cpu_mwait_attach(void)
 550 {
 551         struct sbuf sb;
 552         int hint_idx, i;
 553
 554         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 555                 return;
 556
 557         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 558             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 559              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 560               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 561                 int bm_sts = 1;
 562
 563                 /*
 564                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 565                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 566                  */
 567                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 568
 569                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 570                 if (!bm_sts)
 571                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 572         }
 573
 574         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 575             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 576
 577         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 578                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 579                 int sub;
 580
 581                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 582
 583                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 584                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 585                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 586                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 587                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 588                         continue;
 589
 590                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 591                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 592                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 593                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 594                     "sub-state count");
 595                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 596                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 597                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 598                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 599
 600                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 601                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 602         }
 603         sbuf_trim(&sb);
 604         sbuf_finish(&sb);
 605
 606         /*
 607          * Non-deep C-states
 608          */
 609         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 610         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 611                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 612         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 613             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 614
 615         hint_idx = 0;
 616         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 617                 int j, subcnt;
 618
 619                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 620                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 621                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 622                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 623                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 624                         ++hint_idx;
 625                 }
 626         }
 627         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 628             ("mwait hint count %d != index %d",
 629              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 630
 631         if (bootverbose) {
 632                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 633                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 634                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 635
 636                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 637                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 638                             hint);
 639                 }
 640         }
 641
 642         /*
 643          * Deep C-states
 644          */
 645         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 646                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 647         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 648             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 649
 650         hint_idx = 0;
 651         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 652                 int j, subcnt;
 653
 654                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 655                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 656                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 657                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 658                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 659                         ++hint_idx;
 660                 }
 661         }
 662         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 663             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 664              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 665
 666         if (bootverbose) {
 667                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 668                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 669                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 670
 671                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 672                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 673                             hint);
 674                 }
 675         }
 676         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 677
 678         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 679                 char name[16];
 680
 681                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 682                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 683                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 684                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 685                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 686         }
 687 }
 688
 689 static void
 690 cpu_finish(void *dummy __unused)
 691 {
 692         cpu_setregs();
 693         cpu_mwait_attach();
 694 }
 695
 696 static void
 697 pic_finish(void *dummy __unused)
 698 {
 699         /* Log ELCR information */
 700         elcr_dump();
 701
 702         /* Log MPTABLE information */
 703         mptable_pci_int_dump();
 704
 705         /* Finalize PCI */
 706         MachIntrABI.finalize();
 707 }
 708
 709 /*
 710  * Send an interrupt to process.
 711  *
 712  * Stack is set up to allow sigcode stored
 713  * at top to call routine, followed by kcall
 714  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 715  * resets the signal mask, the stack, and the
 716  * frame pointer, it returns to the user
 717  * specified pc, psl.
 718  */
 719 void
 720 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 721 {
 722         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 723         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 724         struct trapframe *regs;
 725         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 726         struct sigframe sf, *sfp;
 727         int oonstack;
 728         char *sp;
 729
 730         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 731         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 732
 733         /* Save user context */
 734         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 735         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 736         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 737         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 738         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 739         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 740
 741         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 742         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 743
 744         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 745         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 746             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 747                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 748                               sizeof(struct sigframe));
 749                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 750         } else {
 751                 /* We take red zone into account */
 752                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 753         }
 754
 755         /*
 756          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 757          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 758          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 759          * kernel is ok.
 760          *
 761          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 762          * context directly.
 763          */
 764         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 765
 766         /* Translate the signal is appropriate */
 767         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 768                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 769                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 770         }
 771
 772         /*
 773          * Build the argument list for the signal handler.
 774          *
 775          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 776          */
 777         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 778         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 779
 780         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 781                 /*
 782                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 783                  *
 784                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 785                  */
 786                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 787                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 788                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 789
 790                 /* fill siginfo structure */
 791                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 792                 sf.sf_si.si_code = code;
 793                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 794         } else {
 795                 /*
 796                  * Old FreeBSD-style arguments.
 797                  *
 798                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 799                  */
 800                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 801                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 802                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 803         }
 804
 805         /*
 806          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 807          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 808          * eflags.
 809          */
 810 #if 0 /* JG */
 811         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 812                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 813                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 814
 815                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 816                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 817                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 818                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 819
 820                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 821                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 822                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 823                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 824
 825                 /*
 826                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 827                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 828                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 829                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 830                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 831                  */
 832                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 833         }
 834 #endif
 835
 836         /*
 837          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 838          */
 839         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 840
 841         /*
 842          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 843          */
 844         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 845                 /*
 846                  * Something is wrong with the stack pointer.
 847                  * ...Kill the process.
 848                  */
 849                 sigexit(lp, SIGILL);
 850         }
 851
 852         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 853         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 854
 855         /*
 856          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 857          * on function entry
 858          */
 859         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 860
 861         /*
 862          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 863          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 864          * stored in-context.
 865          */
 866         regs->tf_cs = _ucodesel;
 867         regs->tf_ss = _udatasel;
 868         clear_quickret();
 869 }
 870
 871 /*
 872  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 873  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 874  * issue.
 875  *
 876  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 877  * bad idea?
 878  */
 879 int
 880 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 881 {
 882         frame->tf_cs = _ucodesel;
 883         frame->tf_ss = _udatasel;
 884         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 885         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 886         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 887
 888         return(0);
 889 }
 890
 891 /*
 892  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 893  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 894  */
 895 int
 896 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 897 {
 898         return(0);
 899 }
 900
 901 /*
 902  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 903  *
 904  * System call to cleanup state after a signal
 905  * has been taken.  Reset signal mask and
 906  * stack state from context left by sendsig (above).
 907  * Return to previous pc and psl as specified by
 908  * context left by sendsig. Check carefully to
 909  * make sure that the user has not modified the
 910  * state to gain improper privileges.
 911  *
 912  * MPSAFE
 913  */
 914 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 915 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 916
 917 int
 918 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 919 {
 920         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 921         struct trapframe *regs;
 922         ucontext_t uc;
 923         ucontext_t *ucp;
 924         register_t rflags;
 925         int cs;
 926         int error;
 927
 928         /*
 929          * We have to copy the information into kernel space so userland
 930          * can't modify it while we are sniffing it.
 931          */
 932         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 933         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 934         if (error)
 935                 return (error);
 936         ucp = &uc;
 937         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 938
 939         /* VM (8086) mode not supported */
 940         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 941
 942 #if 0 /* JG */
 943         if (eflags & PSL_VM) {
 944                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 945                 struct vm86_kernel *vm86;
 946
 947                 /*
 948                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 949                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 950                  */
 951                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 952                         return (EINVAL);
 953                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 954                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 955                         return (EINVAL);
 956
 957                 /* go back to user mode if both flags are set */
 958                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 959                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 960
 961                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 962                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 963                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 964                 } else {
 965                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 966                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 967                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 968                 }
 969                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 970                 tf->tf_eflags = eflags;
 971                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 972                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 973                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 974                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 975                 tf->tf_ds = _udatasel;
 976                 tf->tf_es = _udatasel;
 977                 tf->tf_fs = _udatasel;
 978                 tf->tf_gs = _udatasel;
 979         } else
 980 #endif
 981         {
 982                 /*
 983                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 984                  */
 985                 /*
 986                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 987                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 988                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 989                  * the signal context during signal handling and there is no
 990                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 991                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 992                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 993                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 994                  */
 995                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 996                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 997                         return(EINVAL);
 998                 }
 999
1000                 /*
1001                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1002                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1003                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1004                  */
1005                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1006                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1007                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1008                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1009                         return(EINVAL);
1010                 }
1011                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1012         }
1013
1014         /*
1015          * Restore the FPU state from the frame
1016          */
1017         crit_enter();
1018         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1019
1020         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1021                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1022         else
1023                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1024
1025         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1026         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1027         clear_quickret();
1028         crit_exit();
1029         return(EJUSTRETURN);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Machine dependent boot() routine
1034  *
1035  * I haven't seen anything to put here yet
1036  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1037  */
1038 void
1039 cpu_boot(int howto)
1040 {
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Shutdown the CPU as much as possible
1045  */
1046 void
1047 cpu_halt(void)
1048 {
1049         for (;;)
1050                 __asm__ __volatile("hlt");
1051 }
1052
1053 /*
1054  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1055  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1056  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1057  *
1058  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1059  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1060  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1061  * critical section.
1062  *
1063  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1064  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1065  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1066  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1067  *
1068  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1069  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1070  *
1071  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1072  */
1073 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1074 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1075     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1076 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1077     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1078
1079 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1080     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1081 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1082     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1083
1084 static void
1085 cpu_idle_default_hook(void)
1086 {
1087         /*
1088          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1089          * following the sti.
1090          */
1091         __asm __volatile("sti; hlt");
1092 }
1093
1094 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1095 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1096
1097 static __inline int
1098 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1099 {
1100         int hint, cx_idx;
1101         u_int idx;
1102
1103         hint = stat->hint;
1104         if (hint >= 0)
1105                 goto done;
1106
1107         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1108             cpu_mwait_repeat_shift;
1109         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1110                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1111                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1112         }
1113         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1114                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1115                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1116                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1117         } else {
1118                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1119                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1120                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1121         }
1122 done:
1123         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1124         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1125                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1126         return hint;
1127 }
1128
1129 void
1130 cpu_idle(void)
1131 {
1132         globaldata_t gd = mycpu;
1133         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1134         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1135         int reqflags;
1136         int quick;
1137
1138         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1139
1140         crit_exit();
1141         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1142
1143         for (;;) {
1144                 /*
1145                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1146                  */
1147                 lwkt_switch();
1148
1149                 /*
1150                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1151                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1152                  * splz() does the job.
1153                  *
1154                  * cpu_idle_hlt:
1155                  *      0       Never halt, just spin
1156                  *
1157                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1158                  *
1159                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1160                  *              cpus.
1161                  *
1162                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1163                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1164                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1165                  *
1166                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1167                  *              Intel cpus.
1168                  *
1169                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1170                  *              eats the least amount of power but the cpu
1171                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1172                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1173                  *
1174                  *      4       Always use HLT.
1175                  *
1176                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1177                  *       section.
1178                  *
1179                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1180                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1181                  *       it overflows.
1182                  *
1183                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1184                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1185                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1186                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1187                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1188                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1189                  *
1190                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1191                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1192                  * the request.
1193                  */
1194                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1195                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1196                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1197                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1198                         stat->repeat_last = 0;
1199                         stat->repeat_delta = 0;
1200                 }
1201                 ++stat->repeat_last;
1202
1203                 ++gd->gd_idle_repeat;
1204                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1205                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1206                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1207                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1208
1209                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1210                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1211                         splz(); /* XXX */
1212                         crit_enter_gd(gd);
1213                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1214                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1215                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1216                         stat->halt++;
1217                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1218                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1219                                                       gd->gd_cpuid)) {
1220                                 cpu_invltlb();
1221                                 cpu_mfence();
1222                         }
1223                         crit_exit_gd(gd);
1224                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1225                         __asm __volatile("cli");
1226                         splz();
1227                         crit_enter_gd(gd);
1228                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1229                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1230                                 if (quick)
1231                                         cpu_idle_default_hook();
1232                                 else
1233                                         cpu_idle_hook();
1234                         }
1235                         __asm __volatile("sti");
1236                         stat->halt++;
1237                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1238                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1239                                                       gd->gd_cpuid)) {
1240                                 cpu_invltlb();
1241                                 cpu_mfence();
1242                         }
1243                         crit_exit_gd(gd);
1244                 } else {
1245                         splz();
1246                         __asm __volatile("sti");
1247                         stat->spin++;
1248                 }
1249         }
1250 }
1251
1252 /*
1253  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1254  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1255  * we let it spin.
1256  */
1257 void
1258 cpu_spinlock_contested(void)
1259 {
1260         cpu_pause();
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Clear registers on exec
1265  */
1266 void
1267 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1268 {
1269         struct thread *td = curthread;
1270         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1271         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1272         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1273
1274         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1275         user_ldt_free(pcb);
1276
1277         clear_quickret();
1278         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1279         regs->tf_rip = entry;
1280         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1281         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1282         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1283         regs->tf_ss = _udatasel;
1284         regs->tf_cs = _ucodesel;
1285         regs->tf_rbx = ps_strings;
1286
1287         /*
1288          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1289          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1290          */
1291         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1292                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1293                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1294                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1295                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1296                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1297                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1298                 if (pcb == td->td_pcb) {
1299                         /*
1300                          * Clear the debug registers on the running
1301                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1302                          * the next process we switch to.
1303                          */
1304                         reset_dbregs();
1305                 }
1306                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1307         }
1308
1309         /*
1310          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1311          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1312          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1313          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1314          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1315          */
1316         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1317
1318         /*
1319          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1320          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1321          *       may panic in npxdna().
1322          */
1323         crit_enter();
1324         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1325
1326         /*
1327          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1328          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1329          *       code knows what the current MSR values are.
1330          */
1331         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1332         pcb->pcb_gsbase = 0;
1333         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1334         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1335         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1336         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1337
1338         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1339         npxinit();
1340         crit_exit();
1341
1342         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1343         pcb->pcb_es = _udatasel;
1344         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1345         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1346 }
1347
1348 void
1349 cpu_setregs(void)
1350 {
1351         register_t cr0;
1352
1353         cr0 = rcr0();
1354         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1355         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1356         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1357         load_cr0(cr0);
1358         load_gs(_udatasel);
1359 }
1360
1361 static int
1362 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1363 {
1364         int error;
1365         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1366                 req);
1367         if (!error && req->newptr)
1368                 resettodr();
1369         return (error);
1370 }
1371
1372 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1373         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1374
1375 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1376         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1377
1378 #if 0 /* JG */
1379 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1380         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1381 #endif
1382
1383 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1384         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1385
1386 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1387 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1388         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1389
1390 /*
1391  * Initialize 386 and configure to run kernel
1392  */
1393
1394 /*
1395  * Initialize segments & interrupt table
1396  */
1397
1398 int _default_ldt;
1399 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1400 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1401 #if 0 /* JG */
1402 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1403 #endif
1404
1405 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1406 struct region_descriptor r_gdt;
1407 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1408
1409 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1410 void *proc0paddr;
1411 /* JG alignment? */
1412 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1413
1414
1415 /* software prototypes -- in more palatable form */
1416 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1417 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1418 {       0x0,                    /* segment base address  */
1419         0x0,                    /* length */
1420         0,                      /* segment type */
1421         0,                      /* segment descriptor priority level */
1422         0,                      /* segment descriptor present */
1423         0,                      /* long */
1424         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1425         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1426 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1427 {       0x0,                    /* segment base address  */
1428         0xfffff,                /* length - all address space */
1429         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1430         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1431         1,                      /* segment descriptor present */
1432         1,                      /* long */
1433         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1434         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1435 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1436 {       0x0,                    /* segment base address  */
1437         0xfffff,                /* length - all address space */
1438         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1439         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1440         1,                      /* segment descriptor present */
1441         1,                      /* long */
1442         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1443         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1444 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1445 {       0x0,                    /* segment base address  */
1446         0xfffff,                /* length - all address space */
1447         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1448         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1449         1,                      /* segment descriptor present */
1450         0,                      /* long */
1451         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1452         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1453 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1454 {       0x0,                    /* segment base address  */
1455         0xfffff,                /* length - all address space */
1456         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1457         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1458         1,                      /* segment descriptor present */
1459         0,                      /* long */
1460         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1461         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1462 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1463 {       0x0,                    /* segment base address  */
1464         0xfffff,                /* length - all address space */
1465         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1466         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1467         1,                      /* segment descriptor present */
1468         1,                      /* long */
1469         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1470         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1471 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1472 {
1473         0x0,                    /* segment base address */
1474         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1475         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1476         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1477         1,                      /* segment descriptor present */
1478         0,                      /* long */
1479         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1480         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1481 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1482 {       0x0,                    /* segment base address  */
1483         0x0,                    /* length */
1484         0,                      /* segment type */
1485         0,                      /* segment descriptor priority level */
1486         0,                      /* segment descriptor present */
1487         0,                      /* long */
1488         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1489         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1490 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1491 {       0x0,                    /* segment base address  */
1492         0xfffff,                /* length - all address space */
1493         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1494         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1495         1,                      /* segment descriptor present */
1496         0,                      /* long */
1497         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1498         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1499 };
1500
1501 void
1502 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1503 {
1504         int cpu;
1505
1506         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1507                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1508
1509                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1510                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1511                 ip->gd_ist = ist;
1512                 ip->gd_xx = 0;
1513                 ip->gd_type = typ;
1514                 ip->gd_dpl = dpl;
1515                 ip->gd_p = 1;
1516                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1517         }
1518 }
1519
1520 void
1521 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1522 {
1523         struct gate_descriptor *ip;
1524
1525         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1526
1527         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1528         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1529         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1530         ip->gd_ist = ist;
1531         ip->gd_xx = 0;
1532         ip->gd_type = typ;
1533         ip->gd_dpl = dpl;
1534         ip->gd_p = 1;
1535         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1536 }
1537
1538 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1539
1540 extern inthand_t
1541         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1542         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1543         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1544         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1545         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1546         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1547
1548 void
1549 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1550 {
1551         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1552         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1553         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1554         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1555         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1556         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1557         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1558 }
1559
1560 void
1561 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1562 {
1563
1564         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1565         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1566         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1567         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1568         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1569         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1570         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1571         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1572         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1573         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1574 }
1575
1576 void
1577 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1578     struct system_segment_descriptor *sd)
1579 {
1580
1581         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1582         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1583         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1584         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1585         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1586         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1587         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1588         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1593  * available physical memory in the system, then test this memory and
1594  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1595  *
1596  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1597  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1598  *
1599  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1600  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1601  *
1602  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1603  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1604  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1605  *
1606  * XXX first should be vm_paddr_t.
1607  */
1608
1609 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1610 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1611         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1612         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1613         struct efi_map_header *efihdrbase;
1614         u_int32_t smapsize;
1615 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1616 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1617
1618 static void
1619 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1620 {
1621         int i;
1622
1623         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1624         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1625
1626         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1627                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1628                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1629                             smap->type, smap->base, smap->length);
1630
1631                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1632                         continue;
1633
1634                 if (smap->length == 0)
1635                         continue;
1636
1637                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1638                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1639                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1640                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1641                                                 "memory region, ignoring "
1642                                                 "second region\n");
1643                                 }
1644                                 break;
1645                         }
1646                 }
1647                 if (i <= *physmap_idx)
1648                         continue;
1649
1650                 Realmem += smap->length;
1651
1652                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1653                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1654                         continue;
1655                 }
1656
1657                 *physmap_idx += 2;
1658                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1659                         kprintf("Too many segments in the physical "
1660                                 "address map, giving up\n");
1661                         break;
1662                 }
1663                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1664                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1665         }
1666 }
1667
1668 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1669         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1670
1671 static void
1672 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1673 {
1674          struct efi_md *map, *p;
1675          const char *type;
1676          size_t efisz;
1677          int i, ndesc;
1678
1679         static const char *types[] = {
1680                 "Reserved",
1681                 "LoaderCode",
1682                 "LoaderData",
1683                 "BootServicesCode",
1684                 "BootServicesData",
1685                 "RuntimeServicesCode",
1686                 "RuntimeServicesData",
1687                 "ConventionalMemory",
1688                 "UnusableMemory",
1689                 "ACPIReclaimMemory",
1690                 "ACPIMemoryNVS",
1691                 "MemoryMappedIO",
1692                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1693                 "PalCode"
1694          };
1695
1696         /*
1697          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1698          * Boot Services API.
1699          */
1700         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1701         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1702
1703         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1704                 return;
1705         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1706
1707         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1708                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1709                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1710
1711         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1712             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1713                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1714                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1715                                 type = types[p->md_type];
1716                         else
1717                                 type = "<INVALID>";
1718                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1719                             p->md_virt, p->md_pages);
1720                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1721                                 kprintf("UC ");
1722                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1723                                 kprintf("WC ");
1724                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1725                                 kprintf("WT ");
1726                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1727                                 kprintf("WB ");
1728                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1729                                 kprintf("UCE ");
1730                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1731                                 kprintf("WP ");
1732                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1733                                 kprintf("RP ");
1734                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1735                                 kprintf("XP ");
1736                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1737                                 kprintf("RUNTIME");
1738                         kprintf("\n");
1739                 }
1740
1741                 switch (p->md_type) {
1742                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1743                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1744                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1745                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1746                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1747                         /*
1748                          * We're allowed to use any entry with these types.
1749                          */
1750                         break;
1751                 default:
1752                         continue;
1753                 }
1754
1755                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1756
1757                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1758                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1759                         continue;
1760                 }
1761
1762                 *physmap_idx += 2;
1763                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1764                         kprintf("Too many segments in the physical "
1765                                 "address map, giving up\n");
1766                         break;
1767                 }
1768                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1769                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1770          }
1771 }
1772
1773 struct fb_info efi_fb_info;
1774 static int have_efi_framebuffer = 0;
1775
1776 static void
1777 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1778 {
1779         uint64_t sz;
1780         vm_offset_t addr, v;
1781
1782         v = efi_fb_info.vaddr;
1783         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1784
1785         if (direct_map) {
1786                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1787                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1788                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1789         } else {
1790                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1791                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1792         }
1793
1794         if (v == 0 && efi_fb_info.vaddr != 0)
1795                 memset((void *)efi_fb_info.vaddr, 0x77, sz);
1796 }
1797
1798 int
1799 probe_efi_fb(int early)
1800 {
1801         struct efi_fb   *efifb;
1802         caddr_t         kmdp;
1803
1804         if (have_efi_framebuffer) {
1805                 if (!early &&
1806                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1807                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1808                         efi_fb_init_vaddr(0);
1809                 return 0;
1810         }
1811
1812         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1813         if (kmdp == NULL)
1814                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1815         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1816             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1817         if (efifb == NULL)
1818                 return 1;
1819
1820         have_efi_framebuffer = 1;
1821
1822         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1823         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1824         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1825         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1826         efi_fb_info.depth = 32;
1827         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1828         if (early) {
1829                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1830         } else {
1831                 efi_fb_init_vaddr(0);
1832         }
1833         efi_fb_info.restore = NULL;
1834         efi_fb_info.device = NULL;
1835
1836         return 0;
1837 }
1838
1839 static void
1840 efifb_startup(void *arg)
1841 {
1842         probe_efi_fb(0);
1843 }
1844
1845 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1846
1847 static void
1848 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1849 {
1850         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1851         int i, j;
1852         vm_paddr_t pa;
1853         vm_paddr_t msgbuf_size;
1854         u_long physmem_tunable;
1855         pt_entry_t *pte;
1856         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1857
1858         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1859         physmap_idx = 0;
1860
1861         /*
1862          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1863          *
1864          * subr_module.c says:
1865          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1866          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1867          */
1868         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1869             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1870         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1871             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1872         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1873                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1874
1875         if (efihdrbase == NULL)
1876                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1877         else
1878                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1879
1880         base_memory = physmap[1] / 1024;
1881         /* make hole for AP bootstrap code */
1882         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1883
1884         /* Save EBDA address, if any */
1885         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1886         ebda_addr <<= 4;
1887
1888         /*
1889          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1890          * highest page of the physical address space.  It should be
1891          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1892          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1893          */
1894         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1895
1896 #ifdef MAXMEM
1897         Maxmem = MAXMEM / 4;
1898 #endif
1899
1900         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1901                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1902
1903         /*
1904          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1905          * in the system.
1906          */
1907         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1908                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1909
1910         /*
1911          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1912          */
1913         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1914                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1915                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1916         }
1917
1918         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1919             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1920                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1921         }
1922
1923         /*
1924          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1925          *
1926          * Mask off page 0.
1927          */
1928         pmap_bootstrap(&first);
1929         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1930
1931         /*
1932          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1933          * exceeding Maxmem.
1934          */
1935         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1936                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1937                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1938                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1939                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1940                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1941
1942                 physmap[j] = physmap[i];
1943                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1944
1945                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1946                         j += 2;
1947         }
1948         physmap_idx = j - 2;
1949
1950         /*
1951          * Align anything else used in the validation loop.
1952          */
1953         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1954
1955         /*
1956          * Size up each available chunk of physical memory.
1957          */
1958         pa_indx = 0;
1959         da_indx = 1;
1960         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1961         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1962         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1963         pte = CMAP1;
1964
1965         /*
1966          * Get dcons buffer address
1967          */
1968         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1969             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1970                 dcons_addr = 0;
1971
1972         /*
1973          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1974          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1975          * of PAGE_SIZE.
1976          */
1977         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1978                 vm_paddr_t end;
1979                 vm_paddr_t incr = PHYSMAP_ALIGN;
1980
1981                 end = physmap[i + 1];
1982
1983                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
1984                         int page_bad, full;
1985                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
1986                         uint64_t tmp;
1987
1988                         incr = PHYSMAP_ALIGN;
1989                         full = FALSE;
1990
1991                         /*
1992                          * block out kernel memory as not available.
1993                          */
1994                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1995                                 goto do_dump_avail;
1996
1997                         /*
1998                          * block out dcons buffer
1999                          */
2000                         if (dcons_addr > 0
2001                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2002                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2003                                 goto do_dump_avail;
2004                         }
2005
2006                         page_bad = FALSE;
2007
2008                         /*
2009                          * Always test the first and last block supplied in
2010                          * the map entry, but it just takes too long to run
2011                          * the test these days and we already have to skip
2012                          * pages.  Handwave it on PHYSMAP_HANDWAVE boundaries.
2013                          */
2014                         if (pa != physmap[i]) {
2015                                 vm_paddr_t bytes = end - pa;
2016                                 if ((pa & PHYSMAP_HANDWAVE_MASK) == 0 &&
2017                                     bytes >= PHYSMAP_HANDWAVE + PHYSMAP_ALIGN) {
2018                                         incr = PHYSMAP_HANDWAVE;
2019                                         goto handwaved;
2020                                 }
2021                         }
2022
2023                         /*
2024                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2025                          */
2026                         *pte = pa |
2027                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2028                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2029                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2030                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2031                         cpu_mfence();
2032
2033                         tmp = *ptr;
2034                         /*
2035                          * Test for alternating 1's and 0's
2036                          */
2037                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2038                         cpu_mfence();
2039                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2040                                 page_bad = TRUE;
2041                         /*
2042                          * Test for alternating 0's and 1's
2043                          */
2044                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2045                         cpu_mfence();
2046                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2047                                 page_bad = TRUE;
2048                         /*
2049                          * Test for all 1's
2050                          */
2051                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2052                         cpu_mfence();
2053                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2054                                 page_bad = TRUE;
2055                         /*
2056                          * Test for all 0's
2057                          */
2058                         *ptr = 0x0;
2059                         cpu_mfence();
2060                         if (*ptr != 0x0)
2061                                 page_bad = TRUE;
2062                         /*
2063                          * Restore original value.
2064                          */
2065                         *ptr = tmp;
2066 handwaved:
2067
2068                         /*
2069                          * Adjust array of valid/good pages.
2070                          */
2071                         if (page_bad == TRUE)
2072                                 continue;
2073
2074                         /*
2075                          * If this good page is a continuation of the
2076                          * previous set of good pages, then just increase
2077                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2078                          * Note that "end" points one higher than end,
2079                          * making the range >= start and < end.
2080                          * If we're also doing a speculative memory
2081                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2082                          * so that we keep going. The first bad page
2083                          * will terminate the loop.
2084                          */
2085                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2086                                 phys_avail[pa_indx] += incr;
2087                         } else {
2088                                 pa_indx++;
2089                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2090                                         kprintf(
2091                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2092                                         pa_indx--;
2093                                         full = TRUE;
2094                                         goto do_dump_avail;
2095                                 }
2096                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2097                                 phys_avail[pa_indx] = pa + incr;
2098                         }
2099                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2100 do_dump_avail:
2101                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2102                                 dump_avail[da_indx] += incr;
2103                         } else {
2104                                 da_indx++;
2105                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2106                                         da_indx--;
2107                                         goto do_next;
2108                                 }
2109                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2110                                 dump_avail[da_indx] = pa + incr;
2111                         }
2112 do_next:
2113                         if (full)
2114                                 break;
2115                 }
2116         }
2117         *pte = 0;
2118         cpu_invltlb();
2119         cpu_mfence();
2120
2121         /*
2122          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2123          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2124          * calculation, etc.).
2125          */
2126         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2127
2128         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2129                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2130                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2131                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2132                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2133         }
2134
2135         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2136
2137         /* Trim off space for the message buffer. */
2138         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2139
2140         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2141
2142         /* Map the message buffer. */
2143         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2144                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2145                             phys_avail[pa_indx] + off);
2146         }
2147         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2148         if (have_efi_framebuffer)
2149                 efi_fb_init_vaddr(1);
2150 }
2151
2152 struct machintr_abi MachIntrABI;
2153
2154 /*
2155  * IDT VECTORS:
2156  *      0       Divide by zero
2157  *      1       Debug
2158  *      2       NMI
2159  *      3       BreakPoint
2160  *      4       OverFlow
2161  *      5       Bound-Range
2162  *      6       Invalid OpCode
2163  *      7       Device Not Available (x87)
2164  *      8       Double-Fault
2165  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2166  *      10      Invalid-TSS
2167  *      11      Segment not present
2168  *      12      Stack
2169  *      13      General Protection
2170  *      14      Page Fault
2171  *      15      Reserved
2172  *      16      x87 FP Exception pending
2173  *      17      Alignment Check
2174  *      18      Machine Check
2175  *      19      SIMD floating point
2176  *      20-31   reserved
2177  *      32-255  INTn/external sources
2178  */
2179 u_int64_t
2180 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2181 {
2182         caddr_t kmdp;
2183         int gsel_tss, x, cpu;
2184 #if 0 /* JG */
2185         int metadata_missing, off;
2186 #endif
2187         struct mdglobaldata *gd;
2188         u_int64_t msr;
2189
2190         /*
2191          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2192          */
2193         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2194         bzero(gd, sizeof(*gd));
2195
2196         /*
2197          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2198          * early in the boot sequence because the system assumes
2199          * that 'curthread' is never NULL.
2200          */
2201
2202         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2203         thread0.td_gd = &gd->mi;
2204
2205         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2206
2207 #if 0 /* JG */
2208         metadata_missing = 0;
2209         if (bootinfo.bi_modulep) {
2210                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2211                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2212         } else {
2213                 metadata_missing = 1;
2214         }
2215         if (bootinfo.bi_envp)
2216                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2217 #endif
2218
2219         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2220         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2221         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2222         if (kmdp == NULL)
2223                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2224         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2225         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2226 #ifdef DDB
2227         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2228         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2229 #endif
2230
2231         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2232                 bootverbose++;
2233
2234         /*
2235          * Default MachIntrABI to ICU
2236          */
2237         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2238
2239         /*
2240          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2241          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2242          */
2243         ncpus = 1;
2244         ncpus2 = 1;
2245         ncpus_fit = 1;
2246         /* Init basic tunables, hz etc */
2247         init_param1();
2248
2249         /*
2250          * make gdt memory segments
2251          */
2252         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2253                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2254
2255         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2256
2257         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2258                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2259                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2260         }
2261         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2262             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2263
2264         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2265         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2266         lgdt(&r_gdt);
2267
2268         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2269         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2270         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2271
2272         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2273         cpu_gdinit(gd, 0);
2274         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2275         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2276         safepri = TDPRI_MAX;
2277
2278         /* spinlocks and the BGL */
2279         init_locks();
2280
2281         /* exceptions */
2282         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2283                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2284         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2285         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2286         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2287         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2288         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2289         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2290         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2291         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2292         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2293         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2294         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2295         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2296         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2297         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2298         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2299         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2300         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2301         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2302         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2303
2304         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2305                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2306                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2307         }
2308
2309         lidt(&r_idt_arr[0]);
2310
2311         /*
2312          * Initialize the console before we print anything out.
2313          */
2314         cninit();
2315
2316 #if 0 /* JG */
2317         if (metadata_missing)
2318                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2319 #endif
2320
2321 #if     NISA >0
2322         elcr_probe();
2323         isa_defaultirq();
2324 #endif
2325         rand_initialize();
2326
2327         /*
2328          * Initialize IRQ mapping
2329          *
2330          * NOTE:
2331          * SHOULD be after elcr_probe()
2332          */
2333         MachIntrABI_ICU.initmap();
2334         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2335
2336 #ifdef DDB
2337         kdb_init();
2338         if (boothowto & RB_KDB)
2339                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2340 #endif
2341
2342 #if 0 /* JG */
2343         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2344         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2345         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2346 #endif
2347         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2348         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2349
2350         /*
2351          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2352          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2353          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2354          *
2355          * On modern amd cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2356          * significant power management in HLT or ACPI (but cpu_idle_hlt=1
2357          * would try to use MWAIT).
2358          *
2359          * On older amd or intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2360          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2361          * longer.
2362          */
2363         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2364             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2365                 cpu_idle_hlt = 1;
2366         }
2367         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
2368             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {  /* Bobcat or later */
2369                 cpu_idle_hlt = 3;
2370         }
2371
2372         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2373         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2374         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2375         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2376
2377         /*
2378          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2379          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2380          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2381          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2382          *
2383          * NOTE:
2384          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2385          * 'cpu_feature2'
2386          */
2387         if (ioapic_enable < 0) {
2388                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2389                         ioapic_enable = 0;
2390                 else
2391                         ioapic_enable = 1;
2392         }
2393
2394         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2395         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2396                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2397                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2398         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2399         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2400
2401         /* double fault stack */
2402         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2403                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2404                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2405
2406         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2407         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2408
2409         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2410         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2411         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2412         ltr(gsel_tss);
2413
2414         /* Set up the fast syscall stuff */
2415         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2416         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2417         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2418         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2419         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2420               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2421         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2422         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2423
2424         getmemsize(kmdp, physfree);
2425         init_param2(physmem);
2426
2427         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2428
2429         /* Map the message buffer. */
2430 #if 0 /* JG */
2431         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2432                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2433 #endif
2434
2435         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2436
2437
2438         /* transfer to user mode */
2439
2440         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2441         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2442         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2443
2444         load_ds(_udatasel);
2445         load_es(_udatasel);
2446         load_fs(_udatasel);
2447
2448         /* setup proc 0's pcb */
2449         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2450         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2451         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2452         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2453
2454         /* Location of kernel stack for locore */
2455         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2460  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2461  * data space were allocated in locore.
2462  *
2463  * Note: the idlethread's cpl is 0
2464  *
2465  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2466  */
2467 void
2468 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2469 {
2470         if (cpu)
2471                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2472
2473         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2474                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2475                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2476                         0, &gd->mi);
2477         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2478         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2479         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2480         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2481 }
2482
2483 /*
2484  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2485  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2486  * checking CPU_prvspace[*].
2487  */
2488 int
2489 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2490 {
2491 #if 0
2492         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2493             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2494                 return (TRUE);
2495         }
2496 #endif
2497         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2498                 return (TRUE);
2499         return (FALSE);
2500 }
2501
2502 struct globaldata *
2503 globaldata_find(int cpu)
2504 {
2505         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2506         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2507 }
2508
2509 /*
2510  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2511  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2512  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2513  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2514  */
2515 int
2516 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2517 {
2518         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2519                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2520         else
2521                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2522         return (0);
2523 }
2524
2525 int
2526 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2527 {
2528         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2529         return (0);
2530 }
2531
2532 int
2533 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2534 {
2535         struct trapframe *tp;
2536
2537         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2538                 return EINVAL;
2539         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2540         return (0);
2541 }
2542
2543 int
2544 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2545 {
2546         struct trapframe *tp;
2547
2548         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2549         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2550             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2551                 return (EINVAL);
2552         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2553         clear_quickret();
2554         return (0);
2555 }
2556
2557 static void
2558 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2559 {
2560         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2561         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2562         int i;
2563
2564         /* FPU control/status */
2565         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2566         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2567         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2568         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2569         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2570         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2571         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2572         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2573
2574         /* FPU registers */
2575         for (i = 0; i < 8; ++i)
2576                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2577 }
2578
2579 static void
2580 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2581 {
2582         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2583         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2584         int i;
2585
2586         /* FPU control/status */
2587         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2588         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2589         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2590         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2591         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2592         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2593         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2594         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2595
2596         /* FPU registers */
2597         for (i = 0; i < 8; ++i)
2598                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2599 }
2600
2601 int
2602 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2603 {
2604         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2605                 return EINVAL;
2606         if (cpu_fxsr) {
2607                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2608                                 (struct save87 *)fpregs);
2609                 return (0);
2610         }
2611         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2612         return (0);
2613 }
2614
2615 int
2616 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2617 {
2618         if (cpu_fxsr) {
2619                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2620                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2621                 return (0);
2622         }
2623         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2624         return (0);
2625 }
2626
2627 int
2628 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2629 {
2630         struct pcb *pcb;
2631
2632         if (lp == NULL) {
2633                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2634                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2635                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2636                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2637                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2638                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2639                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2640                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2641                 return (0);
2642         }
2643         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2644                 return EINVAL;
2645         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2646         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2647         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2648         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2649         dbregs->dr[4] = 0;
2650         dbregs->dr[5] = 0;
2651         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2652         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2653         return (0);
2654 }
2655
2656 int
2657 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2658 {
2659         if (lp == NULL) {
2660                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2661                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2662                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2663                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2664                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2665                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2666                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2667                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2668         } else {
2669                 struct pcb *pcb;
2670                 struct ucred *ucred;
2671                 int i;
2672                 uint64_t mask1, mask2;
2673
2674                 /*
2675                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2676                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2677                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2678                  * TRCTRAP.
2679                  */
2680                 /* JG this loop looks unreadable */
2681                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2682                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2683                  */
2684                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2685                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2686                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2687                  * carried to decide if it is safe and useful to
2688                  * provide access to that capability
2689                  */
2690                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2691                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2692                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2693                                 return (EINVAL);
2694
2695                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2696                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2697
2698                 /*
2699                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2700                  * process's address space.  If a process could do this, it
2701                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2702                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2703                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2704                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2705                  * uid 0.
2706                  *
2707                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2708                  * address space is written into from within the kernel
2709                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2710                  * from within kernel mode?
2711                  */
2712
2713                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2714                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2715                                 /* dr0 is enabled */
2716                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2717                                         return (EINVAL);
2718                         }
2719
2720                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2721                                 /* dr1 is enabled */
2722                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2723                                         return (EINVAL);
2724                         }
2725
2726                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2727                                 /* dr2 is enabled */
2728                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2729                                         return (EINVAL);
2730                         }
2731
2732                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2733                                 /* dr3 is enabled */
2734                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2735                                         return (EINVAL);
2736                         }
2737                 }
2738
2739                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2740                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2741                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2742                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2743                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2744                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2745
2746                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2747         }
2748
2749         return (0);
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2754  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2755  */
2756 int
2757 user_dbreg_trap(void)
2758 {
2759         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2760         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2761         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2762         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2763         int i;
2764
2765         dr7 = rdr7();
2766         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2767                 /*
2768                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2769                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2770                  * hardware debug registers
2771                  */
2772                 return 0;
2773         }
2774
2775         nbp = 0;
2776         dr6 = rdr6();
2777         bp = dr6 & 0xf;
2778
2779         if (bp == 0) {
2780                 /*
2781                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2782                  * trap was not caused by any of the debug registers
2783                  */
2784                 return 0;
2785         }
2786
2787         /*
2788          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2789          * which ones and if any of them are user space addresses
2790          */
2791
2792         if (bp & 0x01) {
2793                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2794         }
2795         if (bp & 0x02) {
2796                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2797         }
2798         if (bp & 0x04) {
2799                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2800         }
2801         if (bp & 0x08) {
2802                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2803         }
2804
2805         for (i=0; i<nbp; i++) {
2806                 if (addr[i] <
2807                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2808                         /*
2809                          * addr[i] is in user space
2810                          */
2811                         return nbp;
2812                 }
2813         }
2814
2815         /*
2816          * None of the breakpoints are in user space.
2817          */
2818         return 0;
2819 }
2820
2821
2822 #ifndef DDB
2823 void
2824 Debugger(const char *msg)
2825 {
2826         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2827 }
2828 #endif /* no DDB */
2829
2830 #ifdef DDB
2831
2832 /*
2833  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2834  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2835  * called inside DDB.
2836  *
2837  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2838  */
2839
2840 #undef inb
2841 #undef outb
2842
2843 /* silence compiler warnings */
2844 u_char inb(u_int);
2845 void outb(u_int, u_char);
2846
2847 u_char
2848 inb(u_int port)
2849 {
2850         u_char  data;
2851         /*
2852          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2853          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2854          * if we tell it to load (u_short) port.
2855          */
2856         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2857         return (data);
2858 }
2859
2860 void
2861 outb(u_int port, u_char data)
2862 {
2863         u_char  al;
2864         /*
2865          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2866          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2867          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2868          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2869          */
2870         al = data;
2871         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2872 }
2873
2874 #endif /* DDB */
2875
2876
2877
2878 /*
2879  * initialize all the SMP locks
2880  */
2881
2882 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2883 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2884
2885 /* lock region used by kernel profiling */
2886 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2887
2888 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2889 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2890
2891 /* lock regions around the clock hardware */
2892 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2893
2894 static void
2895 init_locks(void)
2896 {
2897         /*
2898          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2899          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2900          */
2901         cpu_get_initial_mplock();
2902         /* DEPRECATED */
2903         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2904         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2905         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2906         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2907
2908         /* our token pool needs to work early */
2909         lwkt_token_pool_init();
2910 }
2911
2912 boolean_t
2913 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2914 {
2915         int cx_idx, sub;
2916
2917         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2918         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2919                 return FALSE;
2920
2921         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2922         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2923                 return FALSE;
2924
2925         return TRUE;
2926 }
2927
2928 void
2929 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2930 {
2931         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2932 }
2933
2934 void
2935 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2936 {
2937         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2938 }
2939
2940 static int
2941 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2942 {
2943         int old_cx_idx, sub = 0;
2944
2945         if (hint >= 0) {
2946                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2947                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2948         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2949                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2950         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2951                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2952         } else {
2953                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2954         }
2955
2956         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2957                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2958         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2959                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2960         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2961                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2962         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2963             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2964                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2965         else
2966                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2967
2968         return old_cx_idx;
2969 }
2970
2971 static int
2972 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2973 {
2974         int cx_idx, sub, hint;
2975         char *ptr, *start;
2976
2977         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2978                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2979                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2980                 goto done;
2981         }
2982         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2983                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2984                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2985                 goto done;
2986         }
2987
2988         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2989                 return -1;
2990         start = &name[1];
2991         ptr = NULL;
2992
2993         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2994         if (ptr == start || *ptr != '/')
2995                 return -1;
2996         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2997                 return -1;
2998
2999         start = ptr + 1;
3000         ptr = NULL;
3001
3002         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3003         if (*ptr != '\0')
3004                 return -1;
3005         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3006                 return -1;
3007
3008         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3009 done:
3010         *hint0 = hint;
3011         return cx_idx;
3012 }
3013
3014 static int
3015 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3016 {
3017         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3018                 return EOPNOTSUPP;
3019         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3020                 int error;
3021
3022                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3023                 if (error)
3024                         return error;
3025         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3026                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3027         }
3028         return 0;
3029 }
3030
3031 static int
3032 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3033     boolean_t allow_auto)
3034 {
3035         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3036         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3037
3038         hint = *hint0;
3039         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3040             allow_auto);
3041
3042         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3043         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3044                 return error;
3045
3046         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3047                 return EOPNOTSUPP;
3048
3049         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3050         if (cx_idx < 0)
3051                 return EINVAL;
3052
3053         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3054         if (error)
3055                 return error;
3056
3057         *hint0 = hint;
3058         return 0;
3059 }
3060
3061 static int
3062 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3063 {
3064         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3065         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3066
3067         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3068
3069         hint = stat->hint;
3070         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3071
3072         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3073         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3074         if (cx_idx < 0)
3075                 return EINVAL;
3076
3077         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3078         if (error)
3079                 return error;
3080
3081         stat->hint = hint;
3082         return 0;
3083 }
3084
3085 static int
3086 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3087 {
3088         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3089         int error, cx_idx, cpu;
3090         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3091
3092         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3093
3094         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3095         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3096                 return error;
3097
3098         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3099                 return EOPNOTSUPP;
3100
3101         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3102         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3103
3104         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3105         if (cx_idx < 0)
3106                 return EINVAL;
3107
3108         /* Change per-cpu CX configuration */
3109         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3110                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3111                 if (error)
3112                         return error;
3113         }
3114
3115         cpu_mwait_halt_global = hint;
3116         return 0;
3117 }
3118
3119 static int
3120 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3121 {
3122         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3123         int error;
3124
3125         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3126             &stat->hint, TRUE);
3127         return error;
3128 }
3129
3130 static int
3131 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3132 {
3133         int error;
3134
3135         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3136             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3137         return error;
3138 }
3139
3140 /*
3141  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3142  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3143  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3144  *
3145  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3146  */
3147 #if 0
3148 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3149 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3150 #endif
3151
3152 void
3153 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3154 {
3155 #if 0
3156         globaldata_t gd = mycpu;
3157         int cpu = gd->gd_cpuid;
3158         char buf[64];
3159         short *gptr;
3160         int i;
3161
3162         if (cpu <= 20) {
3163                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3164                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3165                 ++gptr;
3166
3167                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3168                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3169                     gd->gd_infomsg);
3170                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3171                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3172                 }
3173         }
3174 #if 0
3175         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3176                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3177                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3178         }
3179         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3180         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3181                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3182                         gd->gd_cpuid);
3183         }
3184         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3185                 int delta;
3186                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3187                         delta = saveticks[i] - ticks;
3188                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3189                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3190                                       gd->gd_cpuid, i);
3191                         }
3192                 }
3193         }
3194 #endif
3195 #endif
3196 }