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) 2008-2017 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_inet.h"
  48 #include "opt_msgbuf.h"
  49 #include "opt_swap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/sysproto.h>
  54 #include <sys/signalvar.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/linker.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/buf.h>
  61 #include <sys/reboot.h>
  62 #include <sys/mbuf.h>
  63 #include <sys/msgbuf.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/usched.h>
  69 #include <sys/reg.h>
  70 #include <sys/sbuf.h>
  71 #include <sys/ctype.h>
  72 #include <sys/serialize.h>
  73 #include <sys/systimer.h>
  74
  75 #include <vm/vm.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <vm/vm_kern.h>
  79 #include <vm/vm_object.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_pager.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84
  85 #include <sys/thread2.h>
  86 #include <sys/mplock2.h>
  87 #include <sys/mutex2.h>
  88
  89 #include <sys/user.h>
  90 #include <sys/exec.h>
  91 #include <sys/cons.h>
  92
  93 #include <sys/efi.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #if 0 /* JG */
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/md_var.h>
 104 #include <machine/metadata.h>
 105 #include <machine/pc/bios.h>
 106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 108 #include <machine/smp.h>
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111 #include <machine/framebuffer.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #include <sys/machintr.h>
 123 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 124 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 125 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 126 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 127 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 128 #include <machine/mptable.h>
 129
 130 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 131
 132 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 133
 134 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 135 extern void identify_cpu(void);
 136 #if 0 /* JG */
 137 extern void finishidentcpu(void);
 138 #endif
 139 extern void panicifcpuunsupported(void);
 140
 141 static void cpu_startup(void *);
 142 static void pic_finish(void *);
 143 static void cpu_finish(void *);
 144
 145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 147 static void init_locks(void);
 148
 149 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 150
 151 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 152 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 153 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 154
 155 #ifdef DDB
 156 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 157 #endif
 158
 159 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 160 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 161
 162 vm_paddr_t efi_systbl_phys;
 163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 164 u_long  atdevbase;
 165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 166 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 167 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 168
 169 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 170
 171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 172 extern int swtch_optim_stats;
 173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 177 #endif
 178 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 179         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 181     "monitor/mwait target state");
 182
 183 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 184         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 185          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 186
 187 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 188
 189 #define CPU_MWAIT_C1            1
 190 #define CPU_MWAIT_C2            2
 191 #define CPU_MWAIT_C3            3
 192 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 193
 194 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 195 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 196
 197 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 198 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 199
 200 struct cpu_mwait_cx {
 201         int                     subcnt;
 202         char                    name[4];
 203         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 204         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 205 };
 206 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 207 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 208
 209 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 210 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 211 static int                      *cpu_mwait_hints;
 212
 213 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 214 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 215
 216 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 217
 218 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 219 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 220 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 221
 222 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 223 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 224
 225 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 226                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 227                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 228
 229 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 230     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 231 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 232     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 233
 234 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 235                     int *, boolean_t);
 236 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 237 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 238 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 239
 240 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 241     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 242 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 243     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 244 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 245     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 246
 247 long physmem = 0;
 248
 249 u_long ebda_addr = 0;
 250
 251 int imcr_present = 0;
 252
 253 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 254
 255 u_int base_memory;
 256
 257 static int
 258 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 259 {
 260         u_long pmem = ctob(physmem);
 261         int error;
 262
 263         error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 264
 265         return (error);
 266 }
 267
 268 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 269         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU",
 270         "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 271
 272 static int
 273 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 274 {
 275         u_long usermem = ctob(physmem - vmstats.v_wire_count);
 276         int error;
 277
 278         error = sysctl_handle_long(oidp, &usermem, 0, req);
 279
 280         return (error);
 281 }
 282
 283 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 284         0, 0, sysctl_hw_usermem, "LU", "");
 285
 286 static int
 287 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 288 {
 289         int error;
 290         u_long availpages;
 291
 292         availpages = x86_64_btop(avail_end - avail_start);
 293         error = sysctl_handle_long(oidp, &availpages, 0, req);
 294
 295         return (error);
 296 }
 297
 298 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 299         0, 0, sysctl_hw_availpages, "LU", "");
 300
 301 vm_paddr_t Maxmem;
 302 vm_paddr_t Realmem;
 303
 304 /*
 305  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 306  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 307  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 308  * PHYSSEG entries.
 309  */
 310 vm_phystable_t phys_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 311 vm_phystable_t dump_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 312
 313 /* must be 1 less so 0 0 can signal end of chunks */
 314 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 1)
 315 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 1)
 316
 317 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 318 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 319 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 320 static struct trapframe proc0_tf;
 321
 322 static void
 323 cpu_startup(void *dummy)
 324 {
 325         caddr_t v;
 326         vm_size_t size = 0;
 327         vm_offset_t firstaddr;
 328
 329         /*
 330          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 331          */
 332         kprintf("%s", version);
 333         startrtclock();
 334         printcpuinfo();
 335         panicifcpuunsupported();
 336         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 337                 (intmax_t)Realmem,
 338                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 339         /*
 340          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 341          */
 342         if (bootverbose) {
 343                 int indx;
 344
 345                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 346                 for (indx = 0; phys_avail[indx].phys_end != 0; ++indx) {
 347                         vm_paddr_t size1;
 348
 349                         size1 = phys_avail[indx].phys_end -
 350                                 phys_avail[indx].phys_beg;
 351
 352                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 353                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_beg,
 354                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_end - 1,
 355                                 (intmax_t)size1,
 356                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 357                 }
 358         }
 359
 360         /*
 361          * Allocate space for system data structures.
 362          * The first available kernel virtual address is in "v".
 363          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 364          * As pages of memory are allocated and cleared,
 365          * "firstaddr" is incremented.
 366          * An index into the kernel page table corresponding to the
 367          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 368          */
 369
 370         /*
 371          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 372          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 373          * addresses to the various data structures.
 374          */
 375         firstaddr = 0;
 376 again:
 377         v = (caddr_t)firstaddr;
 378
 379 #define valloc(name, type, num) \
 380             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 381 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 382             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 383
 384         /*
 385          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
 386          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 387          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 388          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 389          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 390          * maxbcache bytes.
 391          *
 392          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 393          */
 394         if (nbuf == 0) {
 395                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
 396                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 397
 398                 nbuf = 50;
 399                 if (kbytes > 4096)
 400                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 401                 if (kbytes > 65536)
 402                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 403                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
 404                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 405         }
 406
 407         /*
 408          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 409          * kernel_map.
 410          */
 411         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 412                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
 413                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 414                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
 415                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 416         }
 417
 418         /*
 419          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 420          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 421          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 422          * can prevent the system from paging properly.
 423          */
 424         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 425                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
 426                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 427         }
 428
 429         /*
 430          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed 1/4 of
 431          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 432          * section.  This is typically ~2GB regardless of the amount of
 433          * memory, so we use 500MB as a metric.
 434          *
 435          * This is because we use valloc() to allocate the buf header array.
 436          *
 437          * NOTE: buffer space in bytes is limited by vfs.*bufspace sysctls.
 438          */
 439         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 4) {
 440                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 441                        sizeof(struct buf) / 2;
 442                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to "
 443                         "valloc considerations\n",
 444                         nbuf);
 445         }
 446
 447         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 448 #ifdef NSWBUF_MIN
 449         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 450                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 451 #endif
 452         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 453 #ifdef NSWBUF_MIN
 454         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 455                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 456 #endif
 457
 458         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 459         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 460         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 461
 462         /*
 463          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 464          */
 465         if (firstaddr == 0) {
 466                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 467                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size),
 468                                        VM_SUBSYS_BUF);
 469                 if (firstaddr == 0)
 470                         panic("startup: no room for tables");
 471                 goto again;
 472         }
 473
 474         /*
 475          * End of second pass, addresses have been assigned
 476          *
 477          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 478          *
 479          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 480          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 481          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 482          */
 483         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 484                 panic("startup: table size inconsistency");
 485
 486         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 487                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 488                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 489         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 490                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 491         buffer_map.system_map = 1;
 492         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 493                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 494                       pager_map_size);
 495         pager_map.system_map = 1;
 496         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 497                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 498                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 499                 1024 / 1024);
 500 }
 501
 502 struct cpu_idle_stat {
 503         int     hint;
 504         int     reserved;
 505         u_long  halt;
 506         u_long  spin;
 507         u_long  repeat;
 508         u_long  repeat_last;
 509         u_long  repeat_delta;
 510         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 511 } __cachealign;
 512
 513 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 514 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 515
 516 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 517
 518 static int
 519 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 520 {
 521         int idx = arg2, cpu, error;
 522         u_long val = 0;
 523
 524         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 525                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 526                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 527         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 528                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 529                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 530         } else {
 531                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 532                     ("invalid index %d", idx));
 533                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 534                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 535         }
 536
 537         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 538         if (error || req->newptr == NULL)
 539                 return error;
 540
 541         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 542                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 543                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 544                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 545         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 546                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 547                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 548                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 549         } else {
 550                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 551                     ("invalid index %d", idx));
 552                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 553                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 554                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 555         }
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 static void
 560 cpu_mwait_attach(void)
 561 {
 562         struct sbuf sb;
 563         int hint_idx, i;
 564
 565         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 566                 return;
 567
 568         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 569             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 570              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 571               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 572                 int bm_sts = 1;
 573
 574                 /*
 575                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 576                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 577                  */
 578                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 579
 580                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 581                 if (!bm_sts)
 582                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 583         }
 584
 585         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 586             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 587
 588         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 589                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 590                 int sub;
 591
 592                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 593
 594                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 595                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 596                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 597                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 598                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 599                         continue;
 600
 601                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 602                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 603                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 604                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 605                     "sub-state count");
 606                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 607                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 608                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 609                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 610
 611                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 612                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 613         }
 614         sbuf_trim(&sb);
 615         sbuf_finish(&sb);
 616
 617         /*
 618          * Non-deep C-states
 619          */
 620         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 621         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 622                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 623         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 624                                   M_DEVBUF, M_WAITOK);
 625
 626         hint_idx = 0;
 627         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 628                 int j, subcnt;
 629
 630                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 631                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 632                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 633                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 634                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 635                         ++hint_idx;
 636                 }
 637         }
 638         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 639             ("mwait hint count %d != index %d",
 640              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 641
 642         if (bootverbose) {
 643                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 644                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 645                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 646
 647                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 648                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 649                             hint);
 650                 }
 651         }
 652
 653         /*
 654          * Deep C-states
 655          */
 656         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 657                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 658         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 659             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 660
 661         hint_idx = 0;
 662         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 663                 int j, subcnt;
 664
 665                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 666                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 667                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 668                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 669                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 670                         ++hint_idx;
 671                 }
 672         }
 673         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 674             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 675              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 676
 677         if (bootverbose) {
 678                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 679                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 680                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 681
 682                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 683                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 684                             hint);
 685                 }
 686         }
 687         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 688
 689         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 690                 char name[16];
 691
 692                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 693                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 694                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 695                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 696                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 697         }
 698 }
 699
 700 static void
 701 cpu_finish(void *dummy __unused)
 702 {
 703         cpu_setregs();
 704         cpu_mwait_attach();
 705 }
 706
 707 static void
 708 pic_finish(void *dummy __unused)
 709 {
 710         /* Log ELCR information */
 711         elcr_dump();
 712
 713         /* Log MPTABLE information */
 714         mptable_pci_int_dump();
 715
 716         /* Finalize PCI */
 717         MachIntrABI.finalize();
 718 }
 719
 720 /*
 721  * Send an interrupt to process.
 722  *
 723  * Stack is set up to allow sigcode stored
 724  * at top to call routine, followed by kcall
 725  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 726  * resets the signal mask, the stack, and the
 727  * frame pointer, it returns to the user
 728  * specified pc, psl.
 729  */
 730 void
 731 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 732 {
 733         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 734         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 735         struct trapframe *regs;
 736         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 737         struct sigframe sf, *sfp;
 738         int oonstack;
 739         char *sp;
 740
 741         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 742         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 743
 744         /* Save user context */
 745         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 746         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 747         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 748         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 749         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 750         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 751
 752         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 753         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 754
 755         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 756         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 757             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 758                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 759                               sizeof(struct sigframe));
 760                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 761         } else {
 762                 /* We take red zone into account */
 763                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 764         }
 765
 766         /*
 767          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 768          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 769          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 770          * kernel is ok.
 771          *
 772          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 773          * context directly.
 774          */
 775         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 776
 777         /* Translate the signal is appropriate */
 778         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 779                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 780                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 781         }
 782
 783         /*
 784          * Build the argument list for the signal handler.
 785          *
 786          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 787          */
 788         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 789         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 790
 791         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 792                 /*
 793                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 794                  *
 795                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 796                  */
 797                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 798                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 799                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 800
 801                 /* fill siginfo structure */
 802                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 803                 sf.sf_si.si_code = code;
 804                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 805         } else {
 806                 /*
 807                  * Old FreeBSD-style arguments.
 808                  *
 809                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 810                  */
 811                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 812                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 813                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 814         }
 815
 816         /*
 817          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 818          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 819          * eflags.
 820          */
 821 #if 0 /* JG */
 822         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 823                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 824                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 825
 826                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 827                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 828                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 829                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 830
 831                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 832                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 833                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 834                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 835
 836                 /*
 837                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 838                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 839                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 840                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 841                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 842                  */
 843                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 844         }
 845 #endif
 846
 847         /*
 848          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 849          */
 850         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 851
 852         /*
 853          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 854          */
 855         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 856                 /*
 857                  * Something is wrong with the stack pointer.
 858                  * ...Kill the process.
 859                  */
 860                 sigexit(lp, SIGILL);
 861         }
 862
 863         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 864         regs->tf_rip = trunc_page64(PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode));
 865         regs->tf_rip -= SZSIGCODE_EXTRA_BYTES;
 866
 867         /*
 868          * x86 abi specifies that the direction flag must be cleared
 869          * on function entry
 870          */
 871         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 872
 873         /*
 874          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 875          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 876          * stored in-context.
 877          */
 878         regs->tf_cs = _ucodesel;
 879         regs->tf_ss = _udatasel;
 880         clear_quickret();
 881 }
 882
 883 /*
 884  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 885  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 886  * issue.
 887  *
 888  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 889  * bad idea?
 890  */
 891 int
 892 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 893 {
 894         frame->tf_cs = _ucodesel;
 895         frame->tf_ss = _udatasel;
 896         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 897         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 898         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 899
 900         return(0);
 901 }
 902
 903 /*
 904  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 905  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 906  */
 907 int
 908 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 909 {
 910         return(0);
 911 }
 912
 913 /*
 914  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 915  *
 916  * System call to cleanup state after a signal
 917  * has been taken.  Reset signal mask and
 918  * stack state from context left by sendsig (above).
 919  * Return to previous pc and psl as specified by
 920  * context left by sendsig. Check carefully to
 921  * make sure that the user has not modified the
 922  * state to gain improper privileges.
 923  *
 924  * MPSAFE
 925  */
 926 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 927 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 928
 929 int
 930 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 931 {
 932         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 933         struct trapframe *regs;
 934         ucontext_t uc;
 935         ucontext_t *ucp;
 936         register_t rflags;
 937         int cs;
 938         int error;
 939
 940         /*
 941          * We have to copy the information into kernel space so userland
 942          * can't modify it while we are sniffing it.
 943          */
 944         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 945         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 946         if (error)
 947                 return (error);
 948         ucp = &uc;
 949         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 950
 951         /* VM (8086) mode not supported */
 952         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 953
 954 #if 0 /* JG */
 955         if (eflags & PSL_VM) {
 956                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 957                 struct vm86_kernel *vm86;
 958
 959                 /*
 960                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 961                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 962                  */
 963                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 964                         return (EINVAL);
 965                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 966                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 967                         return (EINVAL);
 968
 969                 /* go back to user mode if both flags are set */
 970                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 971                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 972
 973                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 974                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 975                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 976                 } else {
 977                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 978                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 979                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 980                 }
 981                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 982                 tf->tf_eflags = eflags;
 983                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 984                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 985                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 986                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 987                 tf->tf_ds = _udatasel;
 988                 tf->tf_es = _udatasel;
 989                 tf->tf_fs = _udatasel;
 990                 tf->tf_gs = _udatasel;
 991         } else
 992 #endif
 993         {
 994                 /*
 995                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 996                  */
 997                 /*
 998                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 999                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
1000                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
1001                  * the signal context during signal handling and there is no
1002                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
1003                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
1004                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
1005                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
1006                  */
1007                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
1008                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
1009                         return(EINVAL);
1010                 }
1011
1012                 /*
1013                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1014                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1015                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1016                  */
1017                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1018                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1019                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1020                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1021                         return(EINVAL);
1022                 }
1023                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1024         }
1025
1026         /*
1027          * Restore the FPU state from the frame
1028          */
1029         crit_enter();
1030         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1031
1032         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1033                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1034         else
1035                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1036
1037         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1038         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1039         clear_quickret();
1040         crit_exit();
1041         return(EJUSTRETURN);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Machine dependent boot() routine
1046  *
1047  * I haven't seen anything to put here yet
1048  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1049  */
1050 void
1051 cpu_boot(int howto)
1052 {
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Shutdown the CPU as much as possible
1057  */
1058 void
1059 cpu_halt(void)
1060 {
1061         for (;;)
1062                 __asm__ __volatile("hlt");
1063 }
1064
1065 /*
1066  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1067  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1068  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1069  *
1070  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1071  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1072  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1073  * critical section.
1074  *
1075  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1076  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1077  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1078  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1079  *
1080  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1081  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1082  *
1083  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1084  */
1085 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1086 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1087     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1088 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1089     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1090
1091 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1092     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1093 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1094     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1095
1096 static void
1097 cpu_idle_default_hook(void)
1098 {
1099         /*
1100          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1101          * following the sti.
1102          */
1103         __asm __volatile("sti; hlt");
1104 }
1105
1106 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1107 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1108
1109 static __inline int
1110 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1111 {
1112         int hint, cx_idx;
1113         u_int idx;
1114
1115         hint = stat->hint;
1116         if (hint >= 0)
1117                 goto done;
1118
1119         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1120             cpu_mwait_repeat_shift;
1121         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1122                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1123                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1124         }
1125         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1126                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1127                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1128                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1129         } else {
1130                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1131                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1132                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1133         }
1134 done:
1135         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1136         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1137                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1138         return hint;
1139 }
1140
1141 void
1142 cpu_idle(void)
1143 {
1144         globaldata_t gd = mycpu;
1145         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1146         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1147         int reqflags;
1148         int quick;
1149
1150         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1151
1152         crit_exit();
1153         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1154
1155         for (;;) {
1156                 /*
1157                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1158                  */
1159                 lwkt_switch();
1160
1161                 /*
1162                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1163                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1164                  * splz() does the job.
1165                  *
1166                  * cpu_idle_hlt:
1167                  *      0       Never halt, just spin
1168                  *
1169                  *      1       Always use MONITOR/MWAIT if avail, HLT
1170                  *              otherwise.
1171                  *
1172                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1173                  *              cpus.
1174                  *
1175                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1176                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1177                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1178                  *
1179                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1180                  *              Intel cpus.
1181                  *
1182                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1183                  *              eats the least amount of power but the cpu
1184                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1185                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1186                  *
1187                  *              Usually the best default for AMD cpus.
1188                  *
1189                  *      4       Always use HLT.
1190                  *
1191                  *      5       Always spin.
1192                  *
1193                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1194                  *       section.
1195                  *
1196                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1197                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1198                  *       it overflows.
1199                  *
1200                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1201                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1202                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1203                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1204                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1205                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1206                  *
1207                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1208                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1209                  * the request.
1210                  */
1211                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1212                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1213                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1214                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1215                         stat->repeat_last = 0;
1216                         stat->repeat_delta = 0;
1217                 }
1218                 ++stat->repeat_last;
1219
1220                 ++gd->gd_idle_repeat;
1221                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1222                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1223                         (cpu_idle_hlt == 2 &&
1224                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1225
1226                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1227                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1228                         splz(); /* XXX */
1229                         crit_enter_gd(gd);
1230                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1231                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1232                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1233                         stat->halt++;
1234                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1235                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1236                                                       gd->gd_cpuid)) {
1237                                 cpu_invltlb();
1238                                 cpu_mfence();
1239                         }
1240                         crit_exit_gd(gd);
1241                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1242                         __asm __volatile("cli");
1243                         splz();
1244                         crit_enter_gd(gd);
1245                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1246                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1247                                 if (cpu_idle_hlt == 5) {
1248                                         __asm __volatile("sti");
1249                                 } else if (quick || cpu_idle_hlt == 4) {
1250                                         cpu_idle_default_hook();
1251                                 } else {
1252                                         cpu_idle_hook();
1253                                 }
1254                         }
1255                         __asm __volatile("sti");
1256                         stat->halt++;
1257                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1258                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1259                                                       gd->gd_cpuid)) {
1260                                 cpu_invltlb();
1261                                 cpu_mfence();
1262                         }
1263                         crit_exit_gd(gd);
1264                 } else {
1265                         splz();
1266                         __asm __volatile("sti");
1267                         stat->spin++;
1268                         crit_enter_gd(gd);
1269                         crit_exit_gd(gd);
1270                 }
1271         }
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Called in a loop indirectly via Xcpustop
1276  */
1277 void
1278 cpu_smp_stopped(void)
1279 {
1280         globaldata_t gd = mycpu;
1281         volatile __uint64_t *ptr;
1282         __uint64_t ovalue;
1283
1284         ptr = CPUMASK_ADDR(started_cpus, gd->gd_cpuid);
1285         ovalue = *ptr;
1286         if ((ovalue & CPUMASK_SIMPLE(gd->gd_cpuid & 63)) == 0) {
1287                 if (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) {
1288                         if (cpu_mwait_hints) {
1289                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1290                                            ovalue,
1291                                            cpu_mwait_hints[CPU_MWAIT_C1], 0);
1292                         } else {
1293                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1294                                            ovalue, 0, 0);
1295                         }
1296                 } else {
1297                         cpu_halt();     /* depend on lapic timer */
1298                 }
1299         }
1300 }
1301
1302 /*
1303  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1304  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1305  * we let it spin.
1306  */
1307 void
1308 cpu_spinlock_contested(void)
1309 {
1310         cpu_pause();
1311 }
1312
1313 /*
1314  * Clear registers on exec
1315  */
1316 void
1317 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1318 {
1319         struct thread *td = curthread;
1320         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1321         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1322         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1323
1324         user_ldt_free(pcb);
1325
1326         clear_quickret();
1327         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1328         regs->tf_rip = entry;
1329         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1330         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1331         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1332         regs->tf_ss = _udatasel;
1333         regs->tf_cs = _ucodesel;
1334         regs->tf_rbx = ps_strings;
1335
1336         /*
1337          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1338          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1339          */
1340         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1341                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1342                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1343                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1344                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1345                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1346                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1347                 if (pcb == td->td_pcb) {
1348                         /*
1349                          * Clear the debug registers on the running
1350                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1351                          * the next process we switch to.
1352                          */
1353                         reset_dbregs();
1354                 }
1355                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1356         }
1357
1358         /*
1359          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1360          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1361          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1362          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1363          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1364          */
1365         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1366
1367         /*
1368          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1369          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1370          *       may panic in npxdna().
1371          */
1372         crit_enter();
1373         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1374
1375         /*
1376          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1377          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1378          *       code knows what the current MSR values are.
1379          */
1380         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1381         pcb->pcb_gsbase = 0;
1382         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1383         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1384         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1385         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1386
1387         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1388         npxinit();
1389         crit_exit();
1390
1391         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1392         pcb->pcb_es = _udatasel;
1393         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1394         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1395 }
1396
1397 void
1398 cpu_setregs(void)
1399 {
1400         register_t cr0;
1401
1402         cr0 = rcr0();
1403         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1404         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1405         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1406         load_cr0(cr0);
1407         load_gs(_udatasel);
1408 }
1409
1410 static int
1411 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1412 {
1413         int error;
1414         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1415                 req);
1416         if (!error && req->newptr)
1417                 resettodr();
1418         return (error);
1419 }
1420
1421 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1422         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1423
1424 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1425         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1426
1427 #if 0 /* JG */
1428 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1429         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1430 #endif
1431
1432 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1433         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1434
1435 static int
1436 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1437 {
1438         struct efi_map_header *efihdr;
1439         caddr_t kmdp;
1440         uint32_t efisize;
1441
1442         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1443         if (kmdp == NULL)
1444                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1445         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1446             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1447         if (efihdr == NULL)
1448                 return (0);
1449         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
1450         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
1451 }
1452 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
1453     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
1454
1455 /*
1456  * Initialize x86 and configure to run kernel
1457  */
1458
1459 /*
1460  * Initialize segments & interrupt table
1461  */
1462
1463 int _default_ldt;
1464 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1465 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1466 #if 0 /* JG */
1467 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1468 #endif
1469
1470 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1471 struct region_descriptor r_gdt;
1472 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1473
1474 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1475 void *proc0paddr;
1476 /* JG alignment? */
1477 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1478
1479
1480 /* software prototypes -- in more palatable form */
1481 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1482 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1483 {       0x0,                    /* segment base address  */
1484         0x0,                    /* length */
1485         0,                      /* segment type */
1486         0,                      /* segment descriptor priority level */
1487         0,                      /* segment descriptor present */
1488         0,                      /* long */
1489         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1490         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1491 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1492 {       0x0,                    /* segment base address  */
1493         0xfffff,                /* length - all address space */
1494         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1495         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1496         1,                      /* segment descriptor present */
1497         1,                      /* long */
1498         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1499         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1500 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1501 {       0x0,                    /* segment base address  */
1502         0xfffff,                /* length - all address space */
1503         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1504         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1505         1,                      /* segment descriptor present */
1506         1,                      /* long */
1507         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1508         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1509 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1510 {       0x0,                    /* segment base address  */
1511         0xfffff,                /* length - all address space */
1512         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1513         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1514         1,                      /* segment descriptor present */
1515         0,                      /* long */
1516         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1517         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1518 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1519 {       0x0,                    /* segment base address  */
1520         0xfffff,                /* length - all address space */
1521         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1522         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1523         1,                      /* segment descriptor present */
1524         0,                      /* long */
1525         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1526         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1527 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1528 {       0x0,                    /* segment base address  */
1529         0xfffff,                /* length - all address space */
1530         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1531         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1532         1,                      /* segment descriptor present */
1533         1,                      /* long */
1534         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1535         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1536 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1537 {
1538         0x0,                    /* segment base address */
1539         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1540         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1541         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1542         1,                      /* segment descriptor present */
1543         0,                      /* long */
1544         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1545         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1546 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1547 {       0x0,                    /* segment base address  */
1548         0x0,                    /* length */
1549         0,                      /* segment type */
1550         0,                      /* segment descriptor priority level */
1551         0,                      /* segment descriptor present */
1552         0,                      /* long */
1553         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1554         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1555 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1556 {       0x0,                    /* segment base address  */
1557         0xfffff,                /* length - all address space */
1558         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1559         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1560         1,                      /* segment descriptor present */
1561         0,                      /* long */
1562         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1563         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1564 };
1565
1566 void
1567 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1568 {
1569         int cpu;
1570
1571         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1572                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1573
1574                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1575                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1576                 ip->gd_ist = ist;
1577                 ip->gd_xx = 0;
1578                 ip->gd_type = typ;
1579                 ip->gd_dpl = dpl;
1580                 ip->gd_p = 1;
1581                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1582         }
1583 }
1584
1585 void
1586 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1587 {
1588         struct gate_descriptor *ip;
1589
1590         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1591
1592         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1593         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1594         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1595         ip->gd_ist = ist;
1596         ip->gd_xx = 0;
1597         ip->gd_type = typ;
1598         ip->gd_dpl = dpl;
1599         ip->gd_p = 1;
1600         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1601 }
1602
1603 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1604
1605 extern inthand_t
1606         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1607         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1608         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1609         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1610         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1611         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1612
1613 void
1614 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1615 {
1616         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1617         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1618         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1619         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1620         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1621         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1622         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1623 }
1624
1625 void
1626 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1627 {
1628
1629         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1630         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1631         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1632         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1633         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1634         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1635         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1636         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1637         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1638         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1639 }
1640
1641 void
1642 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1643     struct system_segment_descriptor *sd)
1644 {
1645
1646         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1647         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1648         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1649         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1650         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1651         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1652         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1653         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1658  * available physical memory in the system, then test this memory and
1659  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1660  *
1661  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1662  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1663  *
1664  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1665  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1666  *
1667  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1668  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1669  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1670  *
1671  * XXX first should be vm_paddr_t.
1672  */
1673
1674 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1675 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1676 #define PHYSMAP_SIZE            VM_PHYSSEG_MAX
1677
1678 vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1679 struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1680 struct efi_map_header *efihdrbase;
1681 u_int32_t smapsize;
1682
1683 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1684 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1685
1686 static void
1687 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1688 {
1689         int i;
1690
1691         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1692         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1693
1694         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1695                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1696                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1697                             smap->type, smap->base, smap->length);
1698
1699                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1700                         continue;
1701
1702                 if (smap->length == 0)
1703                         continue;
1704
1705                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1706                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1707                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1708                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1709                                                 "memory region, ignoring "
1710                                                 "second region\n");
1711                                 }
1712                                 break;
1713                         }
1714                 }
1715                 if (i <= *physmap_idx)
1716                         continue;
1717
1718                 Realmem += smap->length;
1719
1720                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1721                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1722                         continue;
1723                 }
1724
1725                 *physmap_idx += 2;
1726                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1727                         kprintf("Too many segments in the physical "
1728                                 "address map, giving up\n");
1729                         break;
1730                 }
1731                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1732                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1733         }
1734 }
1735
1736 static void
1737 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1738 {
1739          struct efi_md *map, *p;
1740          const char *type;
1741          size_t efisz;
1742          int i, ndesc;
1743
1744         static const char *types[] = {
1745                 "Reserved",
1746                 "LoaderCode",
1747                 "LoaderData",
1748                 "BootServicesCode",
1749                 "BootServicesData",
1750                 "RuntimeServicesCode",
1751                 "RuntimeServicesData",
1752                 "ConventionalMemory",
1753                 "UnusableMemory",
1754                 "ACPIReclaimMemory",
1755                 "ACPIMemoryNVS",
1756                 "MemoryMappedIO",
1757                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1758                 "PalCode"
1759          };
1760
1761         /*
1762          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1763          * Boot Services API.
1764          */
1765         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1766         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1767
1768         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1769                 return;
1770         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1771
1772         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1773                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1774                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1775
1776         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1777             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1778                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1779                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1780                                 type = types[p->md_type];
1781                         else
1782                                 type = "<INVALID>";
1783                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1784                             p->md_virt, p->md_pages);
1785                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1786                                 kprintf("UC ");
1787                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1788                                 kprintf("WC ");
1789                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1790                                 kprintf("WT ");
1791                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1792                                 kprintf("WB ");
1793                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1794                                 kprintf("UCE ");
1795                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1796                                 kprintf("WP ");
1797                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1798                                 kprintf("RP ");
1799                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1800                                 kprintf("XP ");
1801                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1802                                 kprintf("RUNTIME");
1803                         kprintf("\n");
1804                 }
1805
1806                 switch (p->md_type) {
1807                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1808                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1809                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1810                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1811                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1812                         /*
1813                          * We're allowed to use any entry with these types.
1814                          */
1815                         break;
1816                 default:
1817                         continue;
1818                 }
1819
1820                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1821
1822                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1823                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1824                         continue;
1825                 }
1826
1827                 *physmap_idx += 2;
1828                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1829                         kprintf("Too many segments in the physical "
1830                                 "address map, giving up\n");
1831                         break;
1832                 }
1833                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1834                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1835          }
1836 }
1837
1838 struct fb_info efi_fb_info;
1839 static int have_efi_framebuffer = 0;
1840
1841 static void
1842 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1843 {
1844         uint64_t sz;
1845         vm_offset_t addr, v;
1846
1847         v = efi_fb_info.vaddr;
1848         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1849
1850         if (direct_map) {
1851                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1852                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1853                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1854         } else {
1855                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1856                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1857         }
1858 }
1859
1860 static u_int
1861 efifb_color_depth(struct efi_fb *efifb)
1862 {
1863         uint32_t mask;
1864         u_int depth;
1865
1866         mask = efifb->fb_mask_red | efifb->fb_mask_green |
1867             efifb->fb_mask_blue | efifb->fb_mask_reserved;
1868         if (mask == 0)
1869                 return (0);
1870         for (depth = 1; mask != 1; depth++)
1871                 mask >>= 1;
1872         return (depth);
1873 }
1874
1875 int
1876 probe_efi_fb(int early)
1877 {
1878         struct efi_fb   *efifb;
1879         caddr_t         kmdp;
1880         u_int           depth;
1881
1882         if (have_efi_framebuffer) {
1883                 if (!early &&
1884                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1885                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1886                         efi_fb_init_vaddr(0);
1887                 return 0;
1888         }
1889
1890         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1891         if (kmdp == NULL)
1892                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1893         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1894             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1895         if (efifb == NULL)
1896                 return 1;
1897
1898         depth = efifb_color_depth(efifb);
1899         /*
1900          * Our bootloader should already notice, when we won't be able to
1901          * use the UEFI framebuffer.
1902          */
1903         if (depth != 24 && depth != 32)
1904                 return 1;
1905
1906         have_efi_framebuffer = 1;
1907
1908         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1909         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1910         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1911         efi_fb_info.depth = depth;
1912         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * (depth / 8);
1913         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1914         if (early) {
1915                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1916         } else {
1917                 efi_fb_init_vaddr(0);
1918         }
1919         efi_fb_info.fbops.fb_set_par = NULL;
1920         efi_fb_info.fbops.fb_blank = NULL;
1921         efi_fb_info.fbops.fb_debug_enter = NULL;
1922         efi_fb_info.device = NULL;
1923
1924         return 0;
1925 }
1926
1927 static void
1928 efifb_startup(void *arg)
1929 {
1930         probe_efi_fb(0);
1931 }
1932
1933 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1934
1935 static void
1936 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1937 {
1938         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1939         int i, j;
1940         vm_paddr_t pa;
1941         vm_paddr_t msgbuf_size;
1942         u_long physmem_tunable;
1943         pt_entry_t *pte;
1944         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1945
1946         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1947         physmap_idx = 0;
1948
1949         /*
1950          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1951          *
1952          * subr_module.c says:
1953          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1954          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1955          */
1956         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1957                      MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1958         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1959                    MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1960         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1961                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1962
1963         if (efihdrbase == NULL)
1964                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1965         else
1966                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1967
1968         base_memory = physmap[1] / 1024;
1969         /* make hole for AP bootstrap code */
1970         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1971
1972         /* Save EBDA address, if any */
1973         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1974         ebda_addr <<= 4;
1975
1976         /*
1977          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1978          * highest page of the physical address space.  It should be
1979          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1980          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1981          */
1982         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1983
1984 #ifdef MAXMEM
1985         Maxmem = MAXMEM / 4;
1986 #endif
1987
1988         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1989                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1990
1991         /*
1992          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1993          * in the system.
1994          */
1995         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1996                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1997
1998         /*
1999          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
2000          */
2001         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
2002                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
2003                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
2004         }
2005
2006         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
2007             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
2008                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
2009         }
2010
2011         /*
2012          * Call pmap initialization to make new kernel address space
2013          *
2014          * Mask off page 0.
2015          */
2016         pmap_bootstrap(&first);
2017         physmap[0] = PAGE_SIZE;
2018
2019         /*
2020          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
2021          * exceeding Maxmem.
2022          */
2023         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2024                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
2025                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
2026                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
2027                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2028                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2029
2030                 physmap[j] = physmap[i];
2031                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
2032
2033                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
2034                         j += 2;
2035         }
2036         physmap_idx = j - 2;
2037
2038         /*
2039          * Align anything else used in the validation loop.
2040          *
2041          * Also make sure that our 2MB kernel text+data+bss mappings
2042          * do not overlap potentially allocatable space.
2043          */
2044         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2045
2046         /*
2047          * Size up each available chunk of physical memory.
2048          */
2049         pa_indx = 0;
2050         da_indx = 0;
2051         phys_avail[pa_indx].phys_beg = physmap[0];
2052         phys_avail[pa_indx].phys_end = physmap[0];
2053         dump_avail[da_indx].phys_beg = 0;
2054         dump_avail[da_indx].phys_end = physmap[0];
2055         pte = CMAP1;
2056
2057         /*
2058          * Get dcons buffer address
2059          */
2060         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2061             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2062                 dcons_addr = 0;
2063
2064         /*
2065          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
2066          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
2067          * of PAGE_SIZE.
2068          *
2069          * We no longer perform an exhaustive memory test.  Instead we
2070          * simply test the first and last word in each physmap[]
2071          * segment.
2072          */
2073         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2074                 vm_paddr_t end;
2075                 vm_paddr_t incr;
2076
2077                 end = physmap[i + 1];
2078
2079                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
2080                         int page_bad, full;
2081                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
2082                         uint64_t tmp;
2083
2084                         full = FALSE;
2085
2086                         /*
2087                          * Calculate incr.  Just test the first and
2088                          * last page in each physmap[] segment.
2089                          */
2090                         if (pa == end - PAGE_SIZE)
2091                                 incr = PAGE_SIZE;
2092                         else
2093                                 incr = end - pa - PAGE_SIZE;
2094
2095                         /*
2096                          * Make sure we don't skip blacked out areas.
2097                          */
2098                         if (pa < 0x200000 && 0x200000 < end) {
2099                                 incr = 0x200000 - pa;
2100                         }
2101                         if (dcons_addr > 0 &&
2102                             pa < dcons_addr &&
2103                             dcons_addr < end) {
2104                                 incr = dcons_addr - pa;
2105                         }
2106
2107                         /*
2108                          * Block out kernel memory as not available.
2109                          */
2110                         if (pa >= 0x200000 && pa < first) {
2111                                 incr = first - pa;
2112                                 if (pa + incr > end)
2113                                         incr = end - pa;
2114                                 goto do_dump_avail;
2115                         }
2116
2117                         /*
2118                          * Block out the dcons buffer if it exists.
2119                          */
2120                         if (dcons_addr > 0 &&
2121                             pa >= trunc_page(dcons_addr) &&
2122                             pa < dcons_addr + dcons_size) {
2123                                 incr = dcons_addr + dcons_size - pa;
2124                                 incr = (incr + PAGE_MASK) &
2125                                        ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
2126                                 if (pa + incr > end)
2127                                         incr = end - pa;
2128                                 goto do_dump_avail;
2129                         }
2130
2131                         page_bad = FALSE;
2132
2133                         /*
2134                          * Map the page non-cacheable for the memory
2135                          * test.
2136                          */
2137                         *pte = pa |
2138                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2139                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2140                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2141                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2142                         cpu_mfence();
2143
2144                         /*
2145                          * Save original value for restoration later.
2146                          */
2147                         tmp = *ptr;
2148
2149                         /*
2150                          * Test for alternating 1's and 0's
2151                          */
2152                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2153                         cpu_mfence();
2154                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2155                                 page_bad = TRUE;
2156                         /*
2157                          * Test for alternating 0's and 1's
2158                          */
2159                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2160                         cpu_mfence();
2161                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2162                                 page_bad = TRUE;
2163                         /*
2164                          * Test for all 1's
2165                          */
2166                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2167                         cpu_mfence();
2168                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2169                                 page_bad = TRUE;
2170                         /*
2171                          * Test for all 0's
2172                          */
2173                         *ptr = 0x0;
2174                         cpu_mfence();
2175                         if (*ptr != 0x0)
2176                                 page_bad = TRUE;
2177
2178                         /*
2179                          * Restore original value.
2180                          */
2181                         *ptr = tmp;
2182
2183                         /*
2184                          * Adjust array of valid/good pages.
2185                          */
2186                         if (page_bad == TRUE) {
2187                                 incr = PAGE_SIZE;
2188                                 continue;
2189                         }
2190
2191                         /*
2192                          * Collapse page address into phys_avail[].  Do a
2193                          * continuation of the current phys_avail[] index
2194                          * when possible.
2195                          */
2196                         if (phys_avail[pa_indx].phys_end == pa) {
2197                                 /*
2198                                  * Continuation
2199                                  */
2200                                 phys_avail[pa_indx].phys_end += incr;
2201                         } else if (phys_avail[pa_indx].phys_beg ==
2202                                    phys_avail[pa_indx].phys_end) {
2203                                 /*
2204                                  * Current phys_avail is completely empty,
2205                                  * reuse the index.
2206                                  */
2207                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = pa;
2208                                 phys_avail[pa_indx].phys_end = pa + incr;
2209                         } else {
2210                                 /*
2211                                  * Allocate next phys_avail index.
2212                                  */
2213                                 ++pa_indx;
2214                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2215                                         kprintf(
2216                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2217                                         --pa_indx;
2218                                         full = TRUE;
2219                                         goto do_dump_avail;
2220                                 }
2221                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = pa;
2222                                 phys_avail[pa_indx].phys_end = pa + incr;
2223                         }
2224                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2225
2226                         /*
2227                          * pa available for dumping
2228                          */
2229 do_dump_avail:
2230                         if (dump_avail[da_indx].phys_end == pa) {
2231                                 dump_avail[da_indx].phys_end += incr;
2232                         } else {
2233                                 ++da_indx;
2234                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2235                                         --da_indx;
2236                                         goto do_next;
2237                                 }
2238                                 dump_avail[da_indx].phys_beg = pa;
2239                                 dump_avail[da_indx].phys_end = pa + incr;
2240                         }
2241 do_next:
2242                         if (full)
2243                                 break;
2244                 }
2245         }
2246         *pte = 0;
2247         cpu_invltlb();
2248         cpu_mfence();
2249
2250         /*
2251          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2252          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2253          * calculation, etc.).
2254          */
2255         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2256
2257         while (phys_avail[pa_indx].phys_beg + PHYSMAP_ALIGN + msgbuf_size >=
2258                phys_avail[pa_indx].phys_end) {
2259                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx].phys_end -
2260                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg);
2261                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = 0;
2262                 phys_avail[pa_indx].phys_end = 0;
2263                 --pa_indx;
2264         }
2265
2266         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx].phys_end);
2267
2268         /* Trim off space for the message buffer. */
2269         phys_avail[pa_indx].phys_end -= msgbuf_size;
2270
2271         avail_end = phys_avail[pa_indx].phys_end;
2272
2273         /* Map the message buffer. */
2274         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2275                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2276         }
2277         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2278         if (have_efi_framebuffer)
2279                 efi_fb_init_vaddr(1);
2280 }
2281
2282 struct machintr_abi MachIntrABI;
2283
2284 /*
2285  * IDT VECTORS:
2286  *      0       Divide by zero
2287  *      1       Debug
2288  *      2       NMI
2289  *      3       BreakPoint
2290  *      4       OverFlow
2291  *      5       Bound-Range
2292  *      6       Invalid OpCode
2293  *      7       Device Not Available (x87)
2294  *      8       Double-Fault
2295  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2296  *      10      Invalid-TSS
2297  *      11      Segment not present
2298  *      12      Stack
2299  *      13      General Protection
2300  *      14      Page Fault
2301  *      15      Reserved
2302  *      16      x87 FP Exception pending
2303  *      17      Alignment Check
2304  *      18      Machine Check
2305  *      19      SIMD floating point
2306  *      20-31   reserved
2307  *      32-255  INTn/external sources
2308  */
2309 u_int64_t
2310 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2311 {
2312         caddr_t kmdp;
2313         int gsel_tss, x, cpu;
2314 #if 0 /* JG */
2315         int metadata_missing, off;
2316 #endif
2317         struct mdglobaldata *gd;
2318         u_int64_t msr;
2319
2320         /*
2321          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2322          */
2323         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2324         bzero(gd, sizeof(*gd));
2325
2326         /*
2327          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2328          * early in the boot sequence because the system assumes
2329          * that 'curthread' is never NULL.
2330          */
2331
2332         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2333         thread0.td_gd = &gd->mi;
2334
2335         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2336
2337 #if 0 /* JG */
2338         metadata_missing = 0;
2339         if (bootinfo.bi_modulep) {
2340                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2341                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2342         } else {
2343                 metadata_missing = 1;
2344         }
2345         if (bootinfo.bi_envp)
2346                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2347 #endif
2348
2349         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2350         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2351         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2352         if (kmdp == NULL)
2353                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2354         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2355         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2356 #ifdef DDB
2357         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2358         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2359 #endif
2360         efi_systbl_phys = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_FW_HANDLE, vm_paddr_t);
2361
2362         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2363                 bootverbose++;
2364
2365         /*
2366          * Default MachIntrABI to ICU
2367          */
2368         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2369
2370         /*
2371          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus_fit_mask remain 0.
2372          */
2373         ncpus = 1;
2374         ncpus_fit = 1;
2375         /* Init basic tunables, hz etc */
2376         init_param1();
2377
2378         /*
2379          * make gdt memory segments
2380          */
2381         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2382                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2383
2384         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2385
2386         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2387                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2388                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2389         }
2390         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2391             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2392
2393         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2394         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2395         lgdt(&r_gdt);
2396
2397         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2398         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2399         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2400
2401         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2402         cpu_gdinit(gd, 0);
2403         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2404         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2405         safepri = TDPRI_MAX;
2406
2407         /* spinlocks and the BGL */
2408         init_locks();
2409
2410         /* exceptions */
2411         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2412                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2413         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2414         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2415         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2416         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2417         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2418         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2419         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2420         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2421         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2422         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2423         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2424         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2425         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2426         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2427         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2428         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2429         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2430         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2431         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2432
2433         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2434                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2435                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2436         }
2437
2438         lidt(&r_idt_arr[0]);
2439
2440         /*
2441          * Initialize the console before we print anything out.
2442          */
2443         cninit();
2444
2445 #if 0 /* JG */
2446         if (metadata_missing)
2447                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2448 #endif
2449
2450 #if     NISA >0
2451         elcr_probe();
2452         isa_defaultirq();
2453 #endif
2454         rand_initialize();
2455
2456         /*
2457          * Initialize IRQ mapping
2458          *
2459          * NOTE:
2460          * SHOULD be after elcr_probe()
2461          */
2462         MachIntrABI_ICU.initmap();
2463         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2464
2465 #ifdef DDB
2466         kdb_init();
2467         if (boothowto & RB_KDB)
2468                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2469 #endif
2470
2471         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2472         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2473
2474         /*
2475          * On modern Intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2476          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2477          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2478          *
2479          * On modern AMD cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2480          * significant power management only when using ACPI halt mode.
2481          *
2482          * On older AMD or Intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2483          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2484          * too long longer.
2485          */
2486         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2487             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2488                 cpu_idle_hlt = 1;
2489         }
2490         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD) {
2491                 if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x17) {
2492                         /* Ryzen or later */
2493                         cpu_idle_hlt = 3;
2494                 } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {
2495                         /* Bobcat or later */
2496                         cpu_idle_hlt = 3;
2497                 }
2498         }
2499
2500         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2501         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2502         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2503         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2504
2505         /*
2506          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2507          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2508          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2509          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2510          *
2511          * NOTE:
2512          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2513          * 'cpu_feature2'
2514          */
2515         if (ioapic_enable < 0) {
2516                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2517                         ioapic_enable = 0;
2518                 else
2519                         ioapic_enable = 1;
2520         }
2521
2522         /*
2523          * TSS entry point for interrupts, traps, and exceptions
2524          * (sans NMI).  This will always go to near the top of the pcpu
2525          * trampoline area.  Hardware-pushed data will be copied into
2526          * the trap-frame on entry, and (if necessary) returned to the
2527          * trampoline on exit.
2528          *
2529          * We store some pcb data for the trampoline code above the
2530          * stack the cpu hw pushes into, and arrange things so the
2531          * address of tr_pcb_rsp is the same as the desired top of
2532          * stack.
2533          */
2534         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2535                 (register_t)&((struct privatespace *)gd)->trampoline.tr_pcb_rsp;
2536
2537         ((struct privatespace *)gd)->trampoline.tr_pcb_rsp =
2538                 gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
2539
2540         /* double fault stack */
2541         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2542                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2543                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2544
2545         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2546         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2547
2548         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2549         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2550         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2551         ltr(gsel_tss);
2552
2553         /* Set up the fast syscall stuff */
2554         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2555         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2556         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2557         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2558         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2559               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2560         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2561         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2562
2563         getmemsize(kmdp, physfree);
2564         init_param2(physmem);
2565
2566         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2567
2568         /* Map the message buffer. */
2569 #if 0 /* JG */
2570         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2571                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2572 #endif
2573
2574         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2575
2576
2577         /* transfer to user mode */
2578
2579         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2580         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2581         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2582
2583         load_ds(_udatasel);
2584         load_es(_udatasel);
2585         load_fs(_udatasel);
2586
2587         /* setup proc 0's pcb */
2588         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2589         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2590         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2591         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2592
2593         /* Location of kernel stack for locore */
2594         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2599  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2600  * data space were allocated in locore.
2601  *
2602  * Note: the idlethread's cpl is 0
2603  *
2604  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2605  */
2606 void
2607 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2608 {
2609         if (cpu)
2610                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2611
2612         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2613                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2614                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2615                         0, &gd->mi);
2616         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2617         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2618         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2619         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2620 }
2621
2622 /*
2623  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2624  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2625  * checking CPU_prvspace[*].
2626  */
2627 int
2628 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2629 {
2630 #if 0
2631         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2632             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2633                 return (TRUE);
2634         }
2635 #endif
2636         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2637                 return (TRUE);
2638         return (FALSE);
2639 }
2640
2641 struct globaldata *
2642 globaldata_find(int cpu)
2643 {
2644         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2645         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2646 }
2647
2648 /*
2649  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2650  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2651  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2652  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2653  */
2654 int
2655 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2656 {
2657         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2658                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2659         else
2660                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2661         return (0);
2662 }
2663
2664 int
2665 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2666 {
2667         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2668         return (0);
2669 }
2670
2671 int
2672 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2673 {
2674         struct trapframe *tp;
2675
2676         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2677                 return EINVAL;
2678         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2679         return (0);
2680 }
2681
2682 int
2683 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2684 {
2685         struct trapframe *tp;
2686
2687         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2688         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2689             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2690                 return (EINVAL);
2691         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2692         clear_quickret();
2693         return (0);
2694 }
2695
2696 static void
2697 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2698 {
2699         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2700         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2701         int i;
2702
2703         /* FPU control/status */
2704         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2705         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2706         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2707         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2708         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2709         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2710         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2711         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2712
2713         /* FPU registers */
2714         for (i = 0; i < 8; ++i)
2715                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2716 }
2717
2718 static void
2719 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2720 {
2721         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2722         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2723         int i;
2724
2725         /* FPU control/status */
2726         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2727         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2728         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2729         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2730         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2731         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2732         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2733         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2734
2735         /* FPU registers */
2736         for (i = 0; i < 8; ++i)
2737                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2738 }
2739
2740 int
2741 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2742 {
2743         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2744                 return EINVAL;
2745         if (cpu_fxsr) {
2746                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2747                                 (struct save87 *)fpregs);
2748                 return (0);
2749         }
2750         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2751         return (0);
2752 }
2753
2754 int
2755 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2756 {
2757         if (cpu_fxsr) {
2758                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2759                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2760                 return (0);
2761         }
2762         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2763         return (0);
2764 }
2765
2766 int
2767 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2768 {
2769         struct pcb *pcb;
2770
2771         if (lp == NULL) {
2772                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2773                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2774                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2775                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2776                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2777                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2778                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2779                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2780                 return (0);
2781         }
2782         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2783                 return EINVAL;
2784         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2785         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2786         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2787         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2788         dbregs->dr[4] = 0;
2789         dbregs->dr[5] = 0;
2790         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2791         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2792         return (0);
2793 }
2794
2795 int
2796 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2797 {
2798         if (lp == NULL) {
2799                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2800                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2801                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2802                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2803                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2804                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2805                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2806                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2807         } else {
2808                 struct pcb *pcb;
2809                 struct ucred *ucred;
2810                 int i;
2811                 uint64_t mask1, mask2;
2812
2813                 /*
2814                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2815                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2816                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2817                  * TRCTRAP.
2818                  */
2819                 /* JG this loop looks unreadable */
2820                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2821                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2822                  */
2823                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2824                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2825                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2826                  * carried to decide if it is safe and useful to
2827                  * provide access to that capability
2828                  */
2829                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2830                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2831                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2832                                 return (EINVAL);
2833
2834                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2835                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2836
2837                 /*
2838                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2839                  * process's address space.  If a process could do this, it
2840                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2841                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2842                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2843                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2844                  * uid 0.
2845                  *
2846                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2847                  * address space is written into from within the kernel
2848                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2849                  * from within kernel mode?
2850                  */
2851
2852                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2853                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2854                                 /* dr0 is enabled */
2855                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2856                                         return (EINVAL);
2857                         }
2858
2859                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2860                                 /* dr1 is enabled */
2861                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2862                                         return (EINVAL);
2863                         }
2864
2865                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2866                                 /* dr2 is enabled */
2867                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2868                                         return (EINVAL);
2869                         }
2870
2871                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2872                                 /* dr3 is enabled */
2873                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2874                                         return (EINVAL);
2875                         }
2876                 }
2877
2878                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2879                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2880                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2881                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2882                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2883                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2884
2885                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2886         }
2887
2888         return (0);
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2893  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2894  */
2895 int
2896 user_dbreg_trap(void)
2897 {
2898         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2899         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2900         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2901         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2902         int i;
2903
2904         dr7 = rdr7();
2905         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2906                 /*
2907                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2908                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2909                  * hardware debug registers
2910                  */
2911                 return 0;
2912         }
2913
2914         nbp = 0;
2915         dr6 = rdr6();
2916         bp = dr6 & 0xf;
2917
2918         if (bp == 0) {
2919                 /*
2920                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2921                  * trap was not caused by any of the debug registers
2922                  */
2923                 return 0;
2924         }
2925
2926         /*
2927          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2928          * which ones and if any of them are user space addresses
2929          */
2930
2931         if (bp & 0x01) {
2932                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2933         }
2934         if (bp & 0x02) {
2935                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2936         }
2937         if (bp & 0x04) {
2938                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2939         }
2940         if (bp & 0x08) {
2941                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2942         }
2943
2944         for (i=0; i<nbp; i++) {
2945                 if (addr[i] <
2946                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2947                         /*
2948                          * addr[i] is in user space
2949                          */
2950                         return nbp;
2951                 }
2952         }
2953
2954         /*
2955          * None of the breakpoints are in user space.
2956          */
2957         return 0;
2958 }
2959
2960
2961 #ifndef DDB
2962 void
2963 Debugger(const char *msg)
2964 {
2965         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2966 }
2967 #endif /* no DDB */
2968
2969 #ifdef DDB
2970
2971 /*
2972  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2973  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2974  * called inside DDB.
2975  *
2976  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2977  */
2978
2979 #undef inb
2980 #undef outb
2981
2982 /* silence compiler warnings */
2983 u_char inb(u_int);
2984 void outb(u_int, u_char);
2985
2986 u_char
2987 inb(u_int port)
2988 {
2989         u_char  data;
2990         /*
2991          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2992          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2993          * if we tell it to load (u_short) port.
2994          */
2995         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2996         return (data);
2997 }
2998
2999 void
3000 outb(u_int port, u_char data)
3001 {
3002         u_char  al;
3003         /*
3004          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
3005          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
3006          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
3007          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
3008          */
3009         al = data;
3010         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
3011 }
3012
3013 #endif /* DDB */
3014
3015
3016
3017 /*
3018  * initialize all the SMP locks
3019  */
3020
3021 /* critical region when masking or unmasking interupts */
3022 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
3023
3024 /* lock region used by kernel profiling */
3025 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
3026
3027 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
3028 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
3029
3030 /* lock regions around the clock hardware */
3031 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
3032
3033 static void
3034 init_locks(void)
3035 {
3036         /*
3037          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
3038          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
3039          */
3040         cpu_get_initial_mplock();
3041         /* DEPRECATED */
3042         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
3043         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
3044         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
3045         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
3046
3047         /* our token pool needs to work early */
3048         lwkt_token_pool_init();
3049 }
3050
3051 boolean_t
3052 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
3053 {
3054         int cx_idx, sub;
3055
3056         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
3057         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3058                 return FALSE;
3059
3060         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3061         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3062                 return FALSE;
3063
3064         return TRUE;
3065 }
3066
3067 void
3068 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
3069 {
3070         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
3071 }
3072
3073 void
3074 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
3075 {
3076         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
3077 }
3078
3079 static int
3080 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
3081 {
3082         int old_cx_idx, sub = 0;
3083
3084         if (hint >= 0) {
3085                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
3086                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3087         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
3088                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3089         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
3090                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3091         } else {
3092                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
3093         }
3094
3095         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3096                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
3097         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
3098                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
3099         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
3100                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
3101         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
3102             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
3103                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
3104         else
3105                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
3106
3107         return old_cx_idx;
3108 }
3109
3110 static int
3111 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
3112 {
3113         int cx_idx, sub, hint;
3114         char *ptr, *start;
3115
3116         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
3117                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
3118                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
3119                 goto done;
3120         }
3121         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
3122                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
3123                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
3124                 goto done;
3125         }
3126
3127         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
3128                 return -1;
3129         start = &name[1];
3130         ptr = NULL;
3131
3132         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
3133         if (ptr == start || *ptr != '/')
3134                 return -1;
3135         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3136                 return -1;
3137
3138         start = ptr + 1;
3139         ptr = NULL;
3140
3141         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3142         if (*ptr != '\0')
3143                 return -1;
3144         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3145                 return -1;
3146
3147         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3148 done:
3149         *hint0 = hint;
3150         return cx_idx;
3151 }
3152
3153 static int
3154 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3155 {
3156         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3157                 return EOPNOTSUPP;
3158         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3159                 int error;
3160
3161                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3162                 if (error)
3163                         return error;
3164         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3165                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3166         }
3167         return 0;
3168 }
3169
3170 static int
3171 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3172     boolean_t allow_auto)
3173 {
3174         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3175         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3176
3177         hint = *hint0;
3178         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3179             allow_auto);
3180
3181         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3182         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3183                 return error;
3184
3185         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3186                 return EOPNOTSUPP;
3187
3188         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3189         if (cx_idx < 0)
3190                 return EINVAL;
3191
3192         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3193         if (error)
3194                 return error;
3195
3196         *hint0 = hint;
3197         return 0;
3198 }
3199
3200 static int
3201 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3202 {
3203         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3204         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3205
3206         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3207
3208         hint = stat->hint;
3209         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3210
3211         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3212         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3213         if (cx_idx < 0)
3214                 return EINVAL;
3215
3216         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3217         if (error)
3218                 return error;
3219
3220         stat->hint = hint;
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 static int
3225 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3226 {
3227         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3228         int error, cx_idx, cpu;
3229         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3230
3231         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3232
3233         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3234         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3235                 return error;
3236
3237         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3238                 return EOPNOTSUPP;
3239
3240         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3241         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3242
3243         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3244         if (cx_idx < 0)
3245                 return EINVAL;
3246
3247         /* Change per-cpu CX configuration */
3248         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3249                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3250                 if (error)
3251                         return error;
3252         }
3253
3254         cpu_mwait_halt_global = hint;
3255         return 0;
3256 }
3257
3258 static int
3259 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3260 {
3261         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3262         int error;
3263
3264         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3265             &stat->hint, TRUE);
3266         return error;
3267 }
3268
3269 static int
3270 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3271 {
3272         int error;
3273
3274         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3275             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3276         return error;
3277 }
3278
3279 /*
3280  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3281  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3282  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3283  *
3284  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3285  */
3286 #if 0
3287 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3288 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3289 #endif
3290
3291 void
3292 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3293 {
3294 #if 0
3295         globaldata_t gd = mycpu;
3296         int cpu = gd->gd_cpuid;
3297         char buf[64];
3298         short *gptr;
3299         int i;
3300
3301         if (cpu <= 20) {
3302                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3303                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3304                 ++gptr;
3305
3306                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3307                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3308                     gd->gd_infomsg);
3309                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3310                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3311                 }
3312         }
3313 #if 0
3314         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3315                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3316                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3317         }
3318         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3319         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3320                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3321                         gd->gd_cpuid);
3322         }
3323         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3324                 int delta;
3325                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3326                         delta = saveticks[i] - ticks;
3327                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3328                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3329                                       gd->gd_cpuid, i);
3330                         }
3331                 }
3332         }
3333 #endif
3334 #endif
3335 }