x86_64: Add per-cpu mwait CX setting
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_compat.h"
46 #include "opt_cpu.h"
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_directio.h"
49 #include "opt_inet.h"
50 #include "opt_msgbuf.h"
51 #include "opt_swap.h"
52
53 #include <sys/param.h>
54 #include <sys/systm.h>
55 #include <sys/sysproto.h>
56 #include <sys/signalvar.h>
57 #include <sys/kernel.h>
58 #include <sys/linker.h>
59 #include <sys/malloc.h>
60 #include <sys/proc.h>
61 #include <sys/priv.h>
62 #include <sys/buf.h>
63 #include <sys/reboot.h>
64 #include <sys/mbuf.h>
65 #include <sys/msgbuf.h>
66 #include <sys/sysent.h>
67 #include <sys/sysctl.h>
68 #include <sys/vmmeter.h>
69 #include <sys/bus.h>
70 #include <sys/usched.h>
71 #include <sys/reg.h>
72 #include <sys/sbuf.h>
73 #include <sys/ctype.h>
74 #include <sys/serialize.h>
75 #include <sys/systimer.h>
76
77 #include <vm/vm.h>
78 #include <vm/vm_param.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_object.h>
82 #include <vm/vm_page.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_pager.h>
85 #include <vm/vm_extern.h>
86
87 #include <sys/thread2.h>
88 #include <sys/mplock2.h>
89 #include <sys/mutex2.h>
90
91 #include <sys/user.h>
92 #include <sys/exec.h>
93 #include <sys/cons.h>
94
95 #include <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 #ifdef PERFMON
110 #include <machine/perfmon.h>
111 #endif
112 #include <machine/cputypes.h>
113 #include <machine/intr_machdep.h>
114
115 #ifdef OLD_BUS_ARCH
116 #include <bus/isa/isa_device.h>
117 #endif
118 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
119 #include <bus/isa/rtc.h>
120 #include <sys/random.h>
121 #include <sys/ptrace.h>
122 #include <machine/sigframe.h>
123
124 #include <sys/machintr.h>
125 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
126 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
127 #include <machine_base/apic/lapic.h>
128 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
129 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
130 #include <machine/mptable.h>
131
132 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
133
134 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
135
136 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
137 extern void identify_cpu(void);
138 #if 0 /* JG */
139 extern void finishidentcpu(void);
140 #endif
141 extern void panicifcpuunsupported(void);
142
143 static void cpu_startup(void *);
144 static void pic_finish(void *);
145 static void cpu_finish(void *);
146
147 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
148 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
149 #ifdef DIRECTIO
150 extern void ffs_rawread_setup(void);
151 #endif /* DIRECTIO */
152 static void init_locks(void);
153
154 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
155 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
156 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
157
158 #ifdef DDB
159 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
160 #endif
161
162 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
163 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
164
165 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
166 u_long  atdevbase;
167 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
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
232 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
233                     int *, boolean_t);
234 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
235 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
236 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
237
238 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
239     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
240 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
241     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
242 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
243     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
244
245 long physmem = 0;
246
247 u_long ebda_addr = 0;
248
249 int imcr_present = 0;
250
251 int naps = 0; /* # of Applications processors */
252
253 u_int base_memory;
254 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
255
256 static int
257 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
258 {
259         u_long pmem = ctob(physmem);
260
261         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
262         return (error);
263 }
264
265 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
266         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
267
268 static int
269 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
270 {
271         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
272                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
273         return (error);
274 }
275
276 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
277         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
278
279 static int
280 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
281 {
282         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
283                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
284         return (error);
285 }
286
287 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
288         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
289
290 vm_paddr_t Maxmem;
291 vm_paddr_t Realmem;
292
293 /*
294  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
295  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
296  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
297  * PHYSSEG entries.
298  */
299 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
300
301 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
302 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
303
304 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
305 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
306 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
307
308 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
309 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
310 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
311 static struct trapframe proc0_tf;
312
313 static void
314 cpu_startup(void *dummy)
315 {
316         caddr_t v;
317         vm_size_t size = 0;
318         vm_offset_t firstaddr;
319
320         /*
321          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
322          */
323         kprintf("%s", version);
324         startrtclock();
325         printcpuinfo();
326         panicifcpuunsupported();
327 #ifdef PERFMON
328         perfmon_init();
329 #endif
330         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
331                 (intmax_t)Realmem,
332                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
333         /*
334          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
335          */
336         if (bootverbose) {
337                 int indx;
338
339                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
340                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
341                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
342
343                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
344                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
345                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
346                                 (intmax_t)size1,
347                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
348                 }
349         }
350
351         /*
352          * Allocate space for system data structures.
353          * The first available kernel virtual address is in "v".
354          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
355          * As pages of memory are allocated and cleared,
356          * "firstaddr" is incremented.
357          * An index into the kernel page table corresponding to the
358          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
359          */
360
361         /*
362          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
363          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
364          * addresses to the various data structures.
365          */
366         firstaddr = 0;
367 again:
368         v = (caddr_t)firstaddr;
369
370 #define valloc(name, type, num) \
371             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
372 #define valloclim(name, type, num, lim) \
373             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
374
375         /*
376          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
377          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
378          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
379          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
380          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
381          * maxbcache bytes.
382          *
383          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
384          */
385         if (nbuf == 0) {
386                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
387                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
388
389                 nbuf = 50;
390                 if (kbytes > 4096)
391                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
392                 if (kbytes > 65536)
393                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
394                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
395                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
396         }
397
398         /*
399          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
400          * kernel_map.
401          */
402         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
403                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
404                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
405                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
406                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
407         }
408
409         /*
410          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
411          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
412          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
413          * can prevent the system from paging properly.
414          */
415         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
416                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
417                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
418         }
419
420         /*
421          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
422          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
423          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
424          */
425         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
426                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
427                        sizeof(struct buf) / 2;
428                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
429                         "considerations", nbuf);
430         }
431
432         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
433 #ifdef NSWBUF_MIN
434         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
435                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
436 #endif
437 #ifdef DIRECTIO
438         ffs_rawread_setup();
439 #endif
440
441         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
442         valloc(buf, struct buf, nbuf);
443
444         /*
445          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
446          */
447         if (firstaddr == 0) {
448                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
449                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
450                 if (firstaddr == 0)
451                         panic("startup: no room for tables");
452                 goto again;
453         }
454
455         /*
456          * End of second pass, addresses have been assigned
457          *
458          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
459          *
460          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
461          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
462          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
463          */
464         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
465                 panic("startup: table size inconsistency");
466
467         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
468                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
469                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
470         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
471                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
472         buffer_map.system_map = 1;
473         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
474                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
475         pager_map.system_map = 1;
476
477 #if defined(USERCONFIG)
478         userconfig();
479         cninit();               /* the preferred console may have changed */
480 #endif
481
482         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
483                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
484                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
485                 1024 / 1024);
486 }
487
488 struct cpu_idle_stat {
489         int     hint;
490         int     reserved;
491         u_long  halt;
492         u_long  spin;
493         u_long  repeat;
494         u_long  repeat_last;
495         u_long  repeat_delta;
496         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
497 } __cachealign;
498
499 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
500 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
501
502 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
503
504 static int
505 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
506 {
507         int idx = arg2, cpu, error;
508         u_long val = 0;
509
510         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
511                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
512                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
513         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
514                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
515                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
516         } else {
517                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
518                     ("invalid index %d", idx));
519                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
520                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
521         }
522
523         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
524         if (error || req->newptr == NULL)
525                 return error;
526
527         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
528                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
529                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
530                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
531         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
532                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
533                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
534                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
535         } else {
536                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
537                     ("invalid index %d", idx));
538                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
539                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
540                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
541         }
542         return 0;
543 }
544
545 static void
546 cpu_mwait_attach(void)
547 {
548         struct sbuf sb;
549         int hint_idx, i;
550
551         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
552                 return;
553
554         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
555             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
556              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
557               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
558                 int bm_sts = 1;
559
560                 /*
561                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
562                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
563                  */
564                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
565
566                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
567                 if (!bm_sts)
568                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
569         }
570
571         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
572             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
573
574         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
575                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
576                 int sub;
577
578                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
579
580                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
581                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
582                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
583                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
584                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
585                         continue;
586
587                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
588                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
589                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
590                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
591                     "sub-state count");
592                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
593                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
594                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
595                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
596
597                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
598                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
599         }
600         sbuf_trim(&sb);
601         sbuf_finish(&sb);
602
603         /*
604          * Non-deep C-states
605          */
606         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
607         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
608                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
609         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
610             M_DEVBUF, M_WAITOK);
611
612         hint_idx = 0;
613         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
614                 int j, subcnt;
615
616                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
617                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
618                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
619                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
620                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
621                         ++hint_idx;
622                 }
623         }
624         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
625             ("mwait hint count %d != index %d",
626              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
627
628         if (bootverbose) {
629                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
630                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
631                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
632
633                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
634                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
635                             hint);
636                 }
637         }
638
639         /*
640          * Deep C-states
641          */
642         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
643                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
644         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
645             M_DEVBUF, M_WAITOK);
646
647         hint_idx = 0;
648         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
649                 int j, subcnt;
650
651                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
652                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
653                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
654                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
655                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
656                         ++hint_idx;
657                 }
658         }
659         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
660             ("mwait deep hint count %d != index %d",
661              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
662
663         if (bootverbose) {
664                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
665                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
666                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
667
668                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
669                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
670                             hint);
671                 }
672         }
673         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
674
675         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
676                 char name[16];
677
678                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
679                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
680                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
681                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
682                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
683         }
684 }
685
686 static void
687 cpu_finish(void *dummy __unused)
688 {
689         cpu_setregs();
690         cpu_mwait_attach();
691 }
692
693 static void
694 pic_finish(void *dummy __unused)
695 {
696         /* Log ELCR information */
697         elcr_dump();
698
699         /* Log MPTABLE information */
700         mptable_pci_int_dump();
701
702         /* Finalize PCI */
703         MachIntrABI.finalize();
704 }
705
706 /*
707  * Send an interrupt to process.
708  *
709  * Stack is set up to allow sigcode stored
710  * at top to call routine, followed by kcall
711  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
712  * resets the signal mask, the stack, and the
713  * frame pointer, it returns to the user
714  * specified pc, psl.
715  */
716 void
717 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
718 {
719         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
720         struct proc *p = lp->lwp_proc;
721         struct trapframe *regs;
722         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
723         struct sigframe sf, *sfp;
724         int oonstack;
725         char *sp;
726
727         regs = lp->lwp_md.md_regs;
728         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
729
730         /* Save user context */
731         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
732         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
733         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
734         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
735         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
736         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
737
738         /* Make the size of the saved context visible to userland */
739         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
740
741         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
742         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
743             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
744                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
745                               sizeof(struct sigframe));
746                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
747         } else {
748                 /* We take red zone into account */
749                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
750         }
751
752         /*
753          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
754          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
755          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
756          * kernel is ok.
757          *
758          * The problem though is if userland winds up trying to use the
759          * context directly.
760          */
761         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
762
763         /* Translate the signal is appropriate */
764         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
765                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
766                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
767         }
768
769         /*
770          * Build the argument list for the signal handler.
771          *
772          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
773          */
774         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
775         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
776
777         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
778                 /*
779                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
780                  *
781                  * action(signo, siginfo, ucontext)
782                  */
783                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
784                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
785                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
786
787                 /* fill siginfo structure */
788                 sf.sf_si.si_signo = sig;
789                 sf.sf_si.si_code = code;
790                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
791         } else {
792                 /*
793                  * Old FreeBSD-style arguments.
794                  *
795                  * handler (signo, code, [uc], addr)
796                  */
797                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
798                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
799                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
800         }
801
802         /*
803          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
804          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
805          * eflags.
806          */
807 #if 0 /* JG */
808         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
809                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
810                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
811
812                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
813                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
814                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
815                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
816
817                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
818                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
819                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
820                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
821
822                 /*
823                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
824                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
825                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
826                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
827                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
828                  */
829                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
830         }
831 #endif
832
833         /*
834          * Save the FPU state and reinit the FP unit
835          */
836         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
837
838         /*
839          * Copy the sigframe out to the user's stack.
840          */
841         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
842                 /*
843                  * Something is wrong with the stack pointer.
844                  * ...Kill the process.
845                  */
846                 sigexit(lp, SIGILL);
847         }
848
849         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
850         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
851
852         /*
853          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
854          * on function entry
855          */
856         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
857
858         /*
859          * 64 bit mode has a code and stack selector but
860          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
861          * stored in-context.
862          */
863         regs->tf_cs = _ucodesel;
864         regs->tf_ss = _udatasel;
865         clear_quickret();
866 }
867
868 /*
869  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
870  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
871  * issue.
872  *
873  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
874  * bad idea?
875  */
876 int
877 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
878 {
879         frame->tf_cs = _ucodesel;
880         frame->tf_ss = _udatasel;
881         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
882         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
883         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
884
885         return(0);
886 }
887
888 /*
889  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
890  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
891  */
892 int
893 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
894 {
895         return(0);
896 }
897
898 /*
899  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
900  *
901  * System call to cleanup state after a signal
902  * has been taken.  Reset signal mask and
903  * stack state from context left by sendsig (above).
904  * Return to previous pc and psl as specified by
905  * context left by sendsig. Check carefully to
906  * make sure that the user has not modified the
907  * state to gain improper privileges.
908  *
909  * MPSAFE
910  */
911 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
912 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
913
914 int
915 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
916 {
917         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
918         struct trapframe *regs;
919         ucontext_t uc;
920         ucontext_t *ucp;
921         register_t rflags;
922         int cs;
923         int error;
924
925         /*
926          * We have to copy the information into kernel space so userland
927          * can't modify it while we are sniffing it.
928          */
929         regs = lp->lwp_md.md_regs;
930         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
931         if (error)
932                 return (error);
933         ucp = &uc;
934         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
935
936         /* VM (8086) mode not supported */
937         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
938
939 #if 0 /* JG */
940         if (eflags & PSL_VM) {
941                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
942                 struct vm86_kernel *vm86;
943
944                 /*
945                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
946                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
947                  */
948                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
949                         return (EINVAL);
950                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
951                 if (vm86->vm86_inited == 0)
952                         return (EINVAL);
953
954                 /* go back to user mode if both flags are set */
955                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
956                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
957
958                 if (vm86->vm86_has_vme) {
959                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
960                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
961                 } else {
962                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
963                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
964                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
965                 }
966                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
967                 tf->tf_eflags = eflags;
968                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
969                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
970                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
971                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
972                 tf->tf_ds = _udatasel;
973                 tf->tf_es = _udatasel;
974                 tf->tf_fs = _udatasel;
975                 tf->tf_gs = _udatasel;
976         } else
977 #endif
978         {
979                 /*
980                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
981                  */
982                 /*
983                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
984                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
985                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
986                  * the signal context during signal handling and there is no
987                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
988                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
989                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
990                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
991                  */
992                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
993                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
994                         return(EINVAL);
995                 }
996
997                 /*
998                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
999                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1000                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1001                  */
1002                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1003                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1004                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1005                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1006                         return(EINVAL);
1007                 }
1008                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1009         }
1010
1011         /*
1012          * Restore the FPU state from the frame
1013          */
1014         crit_enter();
1015         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1016
1017         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1018                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1019         else
1020                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1021
1022         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1023         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1024         clear_quickret();
1025         crit_exit();
1026         return(EJUSTRETURN);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Machine dependent boot() routine
1031  *
1032  * I haven't seen anything to put here yet
1033  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1034  */
1035 void
1036 cpu_boot(int howto)
1037 {
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Shutdown the CPU as much as possible
1042  */
1043 void
1044 cpu_halt(void)
1045 {
1046         for (;;)
1047                 __asm__ __volatile("hlt");
1048 }
1049
1050 /*
1051  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1052  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1053  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1054  *
1055  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1056  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1057  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
1058  * critical section.
1059  *
1060  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1061  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1062  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1063  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1064  *
1065  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1066  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1067  *
1068  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1069  */
1070 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1071 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1072     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1073 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1074     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1075
1076 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1077     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1078 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1079     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1080
1081 static void
1082 cpu_idle_default_hook(void)
1083 {
1084         /*
1085          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1086          * following the sti.
1087          */
1088         __asm __volatile("sti; hlt");
1089 }
1090
1091 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1092 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1093
1094 static __inline int
1095 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1096 {
1097         int hint, cx_idx;
1098         u_int idx;
1099
1100         hint = stat->hint;
1101         if (hint >= 0)
1102                 goto done;
1103
1104         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1105             cpu_mwait_repeat_shift;
1106         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1107                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1108                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1109         }
1110         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1111                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1112                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1113                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1114         } else {
1115                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1116                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1117                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1118         }
1119 done:
1120         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1121         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1122                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1123         return hint;
1124 }
1125
1126 void
1127 cpu_idle(void)
1128 {
1129         globaldata_t gd = mycpu;
1130         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1131         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1132         int reqflags;
1133         int quick;
1134
1135         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1136
1137         crit_exit();
1138         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1139
1140         for (;;) {
1141                 /*
1142                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1143                  */
1144                 lwkt_switch();
1145
1146                 /*
1147                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1148                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1149                  * splz() does the job.
1150                  *
1151                  * cpu_idle_hlt:
1152                  *      0       Never halt, just spin
1153                  *
1154                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1155                  *
1156                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1157                  *              cpus.
1158                  *
1159                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1160                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1161                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1162                  *
1163                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1164                  *              Intel cpus.
1165                  *
1166                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1167                  *              eats the least amount of power but the cpu
1168                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1169                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1170                  *
1171                  *      4       Always use HLT.
1172                  *
1173                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1174                  *       section.
1175                  *
1176                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1177                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1178                  *       it overflows.
1179                  */
1180                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1181                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1182                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1183                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1184                         stat->repeat_last = 0;
1185                         stat->repeat_delta = 0;
1186                 }
1187                 ++stat->repeat_last;
1188
1189                 ++gd->gd_idle_repeat;
1190                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1191                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1192                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1193                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1194
1195                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1196                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1197                         splz(); /* XXX */
1198                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1199                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1200                         stat->halt++;
1201                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1202                         __asm __volatile("cli");
1203                         splz();
1204                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1205                                 if (quick)
1206                                         cpu_idle_default_hook();
1207                                 else
1208                                         cpu_idle_hook();
1209                         }
1210                         __asm __volatile("sti");
1211                         stat->halt++;
1212                 } else {
1213                         splz();
1214                         __asm __volatile("sti");
1215                         stat->spin++;
1216                 }
1217         }
1218 }
1219
1220 /*
1221  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1222  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1223  * we let it spin.
1224  */
1225 void
1226 cpu_spinlock_contested(void)
1227 {
1228         cpu_pause();
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Clear registers on exec
1233  */
1234 void
1235 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1236 {
1237         struct thread *td = curthread;
1238         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1239         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1240         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1241
1242         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1243         user_ldt_free(pcb);
1244   
1245         clear_quickret();
1246         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1247         regs->tf_rip = entry;
1248         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1249         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1250         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1251         regs->tf_ss = _udatasel;
1252         regs->tf_cs = _ucodesel;
1253         regs->tf_rbx = ps_strings;
1254
1255         /*
1256          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1257          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1258          */
1259         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1260                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1261                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1262                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1263                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1264                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1265                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1266                 if (pcb == td->td_pcb) {
1267                         /*
1268                          * Clear the debug registers on the running
1269                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1270                          * the next process we switch to.
1271                          */
1272                         reset_dbregs();
1273                 }
1274                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1275         }
1276
1277         /*
1278          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1279          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1280          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1281          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1282          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1283          */
1284         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1285
1286         /*
1287          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1288          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1289          *       may panic in npxdna().
1290          */
1291         crit_enter();
1292         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1293
1294         /*
1295          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1296          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1297          *       code knows what the current MSR values are.
1298          */
1299         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1300         pcb->pcb_gsbase = 0;
1301         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1302         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1303         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1304         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1305
1306         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1307         npxinit();
1308         crit_exit();
1309
1310         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1311         pcb->pcb_es = _udatasel;
1312         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1313         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1314 }
1315
1316 void
1317 cpu_setregs(void)
1318 {
1319         register_t cr0;
1320
1321         cr0 = rcr0();
1322         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1323         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1324         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1325         load_cr0(cr0);
1326         load_gs(_udatasel);
1327 }
1328
1329 static int
1330 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1331 {
1332         int error;
1333         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1334                 req);
1335         if (!error && req->newptr)
1336                 resettodr();
1337         return (error);
1338 }
1339
1340 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1341         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1342
1343 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1344         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1345
1346 #if 0 /* JG */
1347 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1348         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1349 #endif
1350
1351 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1352         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1353
1354 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1355 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1356         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1357
1358 /*
1359  * Initialize 386 and configure to run kernel
1360  */
1361
1362 /*
1363  * Initialize segments & interrupt table
1364  */
1365
1366 int _default_ldt;
1367 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1368 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1369 #if 0 /* JG */
1370 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1371 #endif
1372
1373 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1374 struct region_descriptor r_gdt;
1375 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1376
1377 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1378 void *proc0paddr;
1379 /* JG alignment? */
1380 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1381
1382
1383 /* software prototypes -- in more palatable form */
1384 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1385 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1386 {       0x0,                    /* segment base address  */
1387         0x0,                    /* length */
1388         0,                      /* segment type */
1389         0,                      /* segment descriptor priority level */
1390         0,                      /* segment descriptor present */
1391         0,                      /* long */
1392         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1393         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1394 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1395 {       0x0,                    /* segment base address  */
1396         0xfffff,                /* length - all address space */
1397         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1398         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1399         1,                      /* segment descriptor present */
1400         1,                      /* long */
1401         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1402         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1403 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1404 {       0x0,                    /* segment base address  */
1405         0xfffff,                /* length - all address space */
1406         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1407         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1408         1,                      /* segment descriptor present */
1409         1,                      /* long */
1410         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1411         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1412 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1413 {       0x0,                    /* segment base address  */
1414         0xfffff,                /* length - all address space */
1415         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1416         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1417         1,                      /* segment descriptor present */
1418         0,                      /* long */
1419         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1420         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1421 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1422 {       0x0,                    /* segment base address  */
1423         0xfffff,                /* length - all address space */
1424         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1425         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1426         1,                      /* segment descriptor present */
1427         0,                      /* long */
1428         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1429         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1430 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1431 {       0x0,                    /* segment base address  */
1432         0xfffff,                /* length - all address space */
1433         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1434         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1435         1,                      /* segment descriptor present */
1436         1,                      /* long */
1437         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1438         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1439 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1440 {
1441         0x0,                    /* segment base address */
1442         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1443         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1444         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1445         1,                      /* segment descriptor present */
1446         0,                      /* long */
1447         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1448         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1449 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1450 {       0x0,                    /* segment base address  */
1451         0x0,                    /* length */
1452         0,                      /* segment type */
1453         0,                      /* segment descriptor priority level */
1454         0,                      /* segment descriptor present */
1455         0,                      /* long */
1456         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1457         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1458 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1459 {       0x0,                    /* segment base address  */
1460         0xfffff,                /* length - all address space */
1461         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1462         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1463         1,                      /* segment descriptor present */
1464         0,                      /* long */
1465         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1466         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1467 };
1468
1469 void
1470 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1471 {
1472         int cpu;
1473
1474         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1475                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1476
1477                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1478                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1479                 ip->gd_ist = ist;
1480                 ip->gd_xx = 0;
1481                 ip->gd_type = typ;
1482                 ip->gd_dpl = dpl;
1483                 ip->gd_p = 1;
1484                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1485         }
1486 }
1487
1488 void
1489 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1490 {
1491         struct gate_descriptor *ip;
1492
1493         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1494
1495         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1496         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1497         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1498         ip->gd_ist = ist;
1499         ip->gd_xx = 0;
1500         ip->gd_type = typ;
1501         ip->gd_dpl = dpl;
1502         ip->gd_p = 1;
1503         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1504 }
1505
1506 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1507
1508 extern inthand_t
1509         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1510         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1511         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1512         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1513         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1514         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1515
1516 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1517 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1518 #endif
1519
1520 void
1521 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1522 {
1523         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1524         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1525         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1526         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1527         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1528         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1529         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1530 }
1531
1532 void
1533 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1534 {
1535
1536         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1537         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1538         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1539         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1540         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1541         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1542         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1543         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1544         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1545         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1546 }
1547
1548 void
1549 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1550     struct system_segment_descriptor *sd)
1551 {
1552
1553         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1554         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1555         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1556         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1557         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1558         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1559         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1560         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1565  * available physical memory in the system, then test this memory and
1566  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1567  *
1568  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1569  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1570  *
1571  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1572  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1573  *
1574  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1575  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1576  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1577  *
1578  * XXX first should be vm_paddr_t.
1579  */
1580
1581 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1582 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1583         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1584         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1585         u_int32_t smapsize;
1586
1587 static void
1588 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1589 {
1590         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1591         int i, j;
1592         vm_paddr_t pa;
1593         vm_paddr_t msgbuf_size;
1594         u_long physmem_tunable;
1595         pt_entry_t *pte;
1596         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1597
1598         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1599         physmap_idx = 0;
1600
1601         /*
1602          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1603          *
1604          * subr_module.c says:
1605          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1606          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1607          */
1608         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1609             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1610         if (smapbase == NULL)
1611                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1612
1613         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1614         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1615
1616         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1617                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1618                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1619                             smap->type, smap->base, smap->length);
1620
1621                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1622                         continue;
1623
1624                 if (smap->length == 0)
1625                         continue;
1626
1627                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1628                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1629                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1630                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1631                                                 "memory region, ignoring "
1632                                                 "second region\n");
1633                                 }
1634                                 break;
1635                         }
1636                 }
1637                 if (i <= physmap_idx)
1638                         continue;
1639
1640                 Realmem += smap->length;
1641
1642                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1643                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1644                         continue;
1645                 }
1646
1647                 physmap_idx += 2;
1648                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1649                         kprintf("Too many segments in the physical "
1650                                 "address map, giving up\n");
1651                         break;
1652                 }
1653                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1654                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1655         }
1656
1657         base_memory = physmap[1] / 1024;
1658         /* make hole for AP bootstrap code */
1659         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1660
1661         /* Save EBDA address, if any */
1662         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1663         ebda_addr <<= 4;
1664
1665         /*
1666          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1667          * highest page of the physical address space.  It should be
1668          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1669          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1670          */
1671         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1672
1673 #ifdef MAXMEM
1674         Maxmem = MAXMEM / 4;
1675 #endif
1676
1677         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1678                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1679
1680         /*
1681          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1682          * in the system.
1683          */
1684         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1685                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1686
1687         /*
1688          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1689          */
1690         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1691                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1692                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1693         }
1694
1695         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1696             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1697                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1698         }
1699
1700         /*
1701          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1702          *
1703          * Mask off page 0.
1704          */
1705         pmap_bootstrap(&first);
1706         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1707
1708         /*
1709          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1710          * exceeding Maxmem.
1711          */
1712         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1713                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1714                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1715                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1716                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1717                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1718
1719                 physmap[j] = physmap[i];
1720                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1721
1722                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1723                         j += 2;
1724         }
1725         physmap_idx = j - 2;
1726
1727         /*
1728          * Align anything else used in the validation loop.
1729          */
1730         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1731
1732         /*
1733          * Size up each available chunk of physical memory.
1734          */
1735         pa_indx = 0;
1736         da_indx = 1;
1737         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1738         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1739         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1740         pte = CMAP1;
1741
1742         /*
1743          * Get dcons buffer address
1744          */
1745         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1746             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1747                 dcons_addr = 0;
1748
1749         /*
1750          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1751          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1752          * of PAGE_SIZE.
1753          */
1754         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1755                 vm_paddr_t end;
1756
1757                 end = physmap[i + 1];
1758
1759                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1760                         int tmp, page_bad, full;
1761                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1762
1763                         full = FALSE;
1764                         /*
1765                          * block out kernel memory as not available.
1766                          */
1767                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1768                                 goto do_dump_avail;
1769
1770                         /*
1771                          * block out dcons buffer
1772                          */
1773                         if (dcons_addr > 0
1774                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1775                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1776                                 goto do_dump_avail;
1777                         }
1778
1779                         page_bad = FALSE;
1780
1781                         /*
1782                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1783                          */
1784                         *pte = pa |
1785                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1786                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1787                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1788                         cpu_invltlb();
1789
1790                         tmp = *ptr;
1791                         /*
1792                          * Test for alternating 1's and 0's
1793                          */
1794                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1795                         cpu_mfence();
1796                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1797                                 page_bad = TRUE;
1798                         /*
1799                          * Test for alternating 0's and 1's
1800                          */
1801                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1802                         cpu_mfence();
1803                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1804                                 page_bad = TRUE;
1805                         /*
1806                          * Test for all 1's
1807                          */
1808                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1809                         cpu_mfence();
1810                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1811                                 page_bad = TRUE;
1812                         /*
1813                          * Test for all 0's
1814                          */
1815                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1816                         cpu_mfence();
1817                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1818                                 page_bad = TRUE;
1819                         /*
1820                          * Restore original value.
1821                          */
1822                         *ptr = tmp;
1823
1824                         /*
1825                          * Adjust array of valid/good pages.
1826                          */
1827                         if (page_bad == TRUE)
1828                                 continue;
1829                         /*
1830                          * If this good page is a continuation of the
1831                          * previous set of good pages, then just increase
1832                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1833                          * Note that "end" points one higher than end,
1834                          * making the range >= start and < end.
1835                          * If we're also doing a speculative memory
1836                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1837                          * so that we keep going. The first bad page
1838                          * will terminate the loop.
1839                          */
1840                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1841                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1842                         } else {
1843                                 pa_indx++;
1844                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1845                                         kprintf(
1846                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1847                                         pa_indx--;
1848                                         full = TRUE;
1849                                         goto do_dump_avail;
1850                                 }
1851                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1852                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1853                         }
1854                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1855 do_dump_avail:
1856                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1857                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1858                         } else {
1859                                 da_indx++;
1860                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1861                                         da_indx--;
1862                                         goto do_next;
1863                                 }
1864                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1865                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1866                         }
1867 do_next:
1868                         if (full)
1869                                 break;
1870                 }
1871         }
1872         *pte = 0;
1873         cpu_invltlb();
1874
1875         /*
1876          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1877          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1878          * calculation, etc.).
1879          */
1880         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1881
1882         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1883                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1884                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1885                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1886                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1887         }
1888
1889         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1890
1891         /* Trim off space for the message buffer. */
1892         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1893
1894         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1895
1896         /* Map the message buffer. */
1897         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1898                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1899                             phys_avail[pa_indx] + off);
1900         }
1901 }
1902
1903 struct machintr_abi MachIntrABI;
1904
1905 /*
1906  * IDT VECTORS:
1907  *      0       Divide by zero
1908  *      1       Debug
1909  *      2       NMI
1910  *      3       BreakPoint
1911  *      4       OverFlow
1912  *      5       Bound-Range
1913  *      6       Invalid OpCode
1914  *      7       Device Not Available (x87)
1915  *      8       Double-Fault
1916  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1917  *      10      Invalid-TSS
1918  *      11      Segment not present
1919  *      12      Stack
1920  *      13      General Protection
1921  *      14      Page Fault
1922  *      15      Reserved
1923  *      16      x87 FP Exception pending
1924  *      17      Alignment Check
1925  *      18      Machine Check
1926  *      19      SIMD floating point
1927  *      20-31   reserved
1928  *      32-255  INTn/external sources
1929  */
1930 u_int64_t
1931 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1932 {
1933         caddr_t kmdp;
1934         int gsel_tss, x, cpu;
1935 #if 0 /* JG */
1936         int metadata_missing, off;
1937 #endif
1938         struct mdglobaldata *gd;
1939         u_int64_t msr;
1940
1941         /*
1942          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1943          */
1944         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
1945         bzero(gd, sizeof(*gd));
1946
1947         /*
1948          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1949          * early in the boot sequence because the system assumes
1950          * that 'curthread' is never NULL.
1951          */
1952
1953         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1954         thread0.td_gd = &gd->mi;
1955
1956         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1957
1958 #if 0 /* JG */
1959         metadata_missing = 0;
1960         if (bootinfo.bi_modulep) {
1961                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1962                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1963         } else {
1964                 metadata_missing = 1;
1965         }
1966         if (bootinfo.bi_envp)
1967                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1968 #endif
1969
1970         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1971         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1972         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1973         if (kmdp == NULL)
1974                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1975         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1976         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1977 #ifdef DDB
1978         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1979         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1980 #endif
1981
1982         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1983                 bootverbose++;
1984
1985         /*
1986          * Default MachIntrABI to ICU
1987          */
1988         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1989
1990         /*
1991          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1992          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1993          */
1994         ncpus = 1;
1995         ncpus2 = 1;
1996         ncpus_fit = 1;
1997         /* Init basic tunables, hz etc */
1998         init_param1();
1999
2000         /*
2001          * make gdt memory segments
2002          */
2003         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2004                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2005
2006         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2007
2008         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2009                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2010                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2011         }
2012         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2013             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2014
2015         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2016         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2017         lgdt(&r_gdt);
2018
2019         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2020         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2021         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2022
2023         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2024         cpu_gdinit(gd, 0);
2025         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2026         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2027         safepri = TDPRI_MAX;
2028
2029         /* spinlocks and the BGL */
2030         init_locks();
2031
2032         /* exceptions */
2033         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2034                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2035         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2036         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2037         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2038         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2039         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2040         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2041         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2042         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2043         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2044         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2045         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2046         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2047         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2048         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2049         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2050         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2051         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2052         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2053         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2054
2055         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2056                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2057                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2058         }
2059
2060         lidt(&r_idt_arr[0]);
2061
2062         /*
2063          * Initialize the console before we print anything out.
2064          */
2065         cninit();
2066
2067 #if 0 /* JG */
2068         if (metadata_missing)
2069                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2070 #endif
2071
2072 #if     NISA >0
2073         elcr_probe();
2074         isa_defaultirq();
2075 #endif
2076         rand_initialize();
2077
2078         /*
2079          * Initialize IRQ mapping
2080          *
2081          * NOTE:
2082          * SHOULD be after elcr_probe()
2083          */
2084         MachIntrABI_ICU.initmap();
2085         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2086
2087 #ifdef DDB
2088         kdb_init();
2089         if (boothowto & RB_KDB)
2090                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2091 #endif
2092
2093 #if 0 /* JG */
2094         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2095         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2096         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2097 #endif
2098         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2099         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2100
2101         /*
2102          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2103          * becaue the cpu does significant power management in HLT
2104          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2105          *
2106          * On modern amd cpus or on any older amd or intel cpu,
2107          * cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI is needed to reduce power
2108          * consumption.
2109          */
2110         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2111             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2112                 cpu_idle_hlt = 1;
2113         }
2114
2115         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2116         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2117         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2118         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2119
2120         /*
2121          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2122          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2123          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2124          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2125          *
2126          * NOTE:
2127          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2128          * 'cpu_feature2'
2129          */
2130         if (ioapic_enable < 0) {
2131                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2132                         ioapic_enable = 0;
2133                 else
2134                         ioapic_enable = 1;
2135         }
2136
2137         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2138         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2139                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2140                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2141         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2142         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2143
2144         /* double fault stack */
2145         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2146                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2147                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2148
2149         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2150         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2151
2152         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2153         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2154         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2155         ltr(gsel_tss);
2156
2157         /* Set up the fast syscall stuff */
2158         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2159         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2160         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2161         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2162         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2163               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2164         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2165         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2166
2167         getmemsize(kmdp, physfree);
2168         init_param2(physmem);
2169
2170         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2171
2172         /* Map the message buffer. */
2173 #if 0 /* JG */
2174         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2175                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2176 #endif
2177
2178         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2179
2180
2181         /* transfer to user mode */
2182
2183         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2184         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2185         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2186
2187         load_ds(_udatasel);
2188         load_es(_udatasel);
2189         load_fs(_udatasel);
2190
2191         /* setup proc 0's pcb */
2192         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2193         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2194         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2195         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2196
2197         /* Location of kernel stack for locore */
2198         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2199 }
2200
2201 /*
2202  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2203  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2204  * data space were allocated in locore.
2205  *
2206  * Note: the idlethread's cpl is 0
2207  *
2208  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2209  */
2210 void
2211 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2212 {
2213         if (cpu)
2214                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2215
2216         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
2217                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
2218                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
2219                         0, &gd->mi);
2220         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2221         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2222         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2223         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2224 }
2225
2226 /*
2227  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2228  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2229  * checking CPU_prvspace[*].
2230  */
2231 int
2232 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2233 {
2234 #if 0
2235         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2236             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2237                 return (TRUE);
2238         }
2239 #endif
2240         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2241                 return (TRUE);
2242         return (FALSE);
2243 }
2244
2245 struct globaldata *
2246 globaldata_find(int cpu)
2247 {
2248         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2249         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2254  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2255  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2256  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2257  */
2258 int
2259 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2260 {
2261         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2262                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2263         else
2264                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2265         return (0);
2266 }
2267
2268 int
2269 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2270 {
2271         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2272         return (0);
2273 }
2274
2275 int
2276 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2277 {
2278         struct trapframe *tp;
2279
2280         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2281                 return EINVAL;
2282         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2283         return (0);
2284 }
2285
2286 int
2287 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2288 {
2289         struct trapframe *tp;
2290
2291         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2292         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2293             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2294                 return (EINVAL);
2295         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2296         clear_quickret();
2297         return (0);
2298 }
2299
2300 static void
2301 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2302 {
2303         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2304         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2305         int i;
2306
2307         /* FPU control/status */
2308         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2309         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2310         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2311         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2312         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2313         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2314         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2315         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2316
2317         /* FPU registers */
2318         for (i = 0; i < 8; ++i)
2319                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2320 }
2321
2322 static void
2323 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2324 {
2325         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2326         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2327         int i;
2328
2329         /* FPU control/status */
2330         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2331         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2332         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2333         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2334         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2335         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2336         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2337         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2338
2339         /* FPU registers */
2340         for (i = 0; i < 8; ++i)
2341                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2342 }
2343
2344 int
2345 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2346 {
2347         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2348                 return EINVAL;
2349         if (cpu_fxsr) {
2350                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2351                                 (struct save87 *)fpregs);
2352                 return (0);
2353         }
2354         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2355         return (0);
2356 }
2357
2358 int
2359 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2360 {
2361         if (cpu_fxsr) {
2362                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2363                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2364                 return (0);
2365         }
2366         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2367         return (0);
2368 }
2369
2370 int
2371 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2372 {
2373         struct pcb *pcb;
2374
2375         if (lp == NULL) {
2376                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2377                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2378                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2379                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2380                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2381                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2382                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2383                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2384                 return (0);
2385         }
2386         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2387                 return EINVAL;
2388         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2389         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2390         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2391         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2392         dbregs->dr[4] = 0;
2393         dbregs->dr[5] = 0;
2394         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2395         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2396         return (0);
2397 }
2398
2399 int
2400 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2401 {
2402         if (lp == NULL) {
2403                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2404                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2405                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2406                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2407                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2408                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2409                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2410                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2411         } else {
2412                 struct pcb *pcb;
2413                 struct ucred *ucred;
2414                 int i;
2415                 uint64_t mask1, mask2;
2416
2417                 /*
2418                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2419                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2420                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2421                  * TRCTRAP.
2422                  */
2423                 /* JG this loop looks unreadable */
2424                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2425                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2426                  */
2427                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2428                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2429                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2430                  * carried to decide if it is safe and useful to
2431                  * provide access to that capability
2432                  */
2433                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2434                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2435                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2436                                 return (EINVAL);
2437                 
2438                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2439                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2440
2441                 /*
2442                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2443                  * process's address space.  If a process could do this, it
2444                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2445                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2446                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2447                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2448                  * uid 0.
2449                  *
2450                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2451                  * address space is written into from within the kernel
2452                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2453                  * from within kernel mode?
2454                  */
2455
2456                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2457                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2458                                 /* dr0 is enabled */
2459                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2460                                         return (EINVAL);
2461                         }
2462
2463                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2464                                 /* dr1 is enabled */
2465                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2466                                         return (EINVAL);
2467                         }
2468
2469                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2470                                 /* dr2 is enabled */
2471                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2472                                         return (EINVAL);
2473                         }
2474
2475                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2476                                 /* dr3 is enabled */
2477                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2478                                         return (EINVAL);
2479                         }
2480                 }
2481
2482                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2483                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2484                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2485                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2486                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2487                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2488
2489                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2490         }
2491
2492         return (0);
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2497  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2498  */
2499 int
2500 user_dbreg_trap(void)
2501 {
2502         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2503         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2504         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2505         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2506         int i;
2507         
2508         dr7 = rdr7();
2509         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2510                 /*
2511                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2512                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2513                  * hardware debug registers
2514                  */
2515                 return 0;
2516         }
2517
2518         nbp = 0;
2519         dr6 = rdr6();
2520         bp = dr6 & 0xf;
2521
2522         if (bp == 0) {
2523                 /*
2524                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2525                  * trap was not caused by any of the debug registers
2526                  */
2527                 return 0;
2528         }
2529
2530         /*
2531          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2532          * which ones and if any of them are user space addresses
2533          */
2534
2535         if (bp & 0x01) {
2536                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2537         }
2538         if (bp & 0x02) {
2539                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2540         }
2541         if (bp & 0x04) {
2542                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2543         }
2544         if (bp & 0x08) {
2545                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2546         }
2547
2548         for (i=0; i<nbp; i++) {
2549                 if (addr[i] <
2550                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2551                         /*
2552                          * addr[i] is in user space
2553                          */
2554                         return nbp;
2555                 }
2556         }
2557
2558         /*
2559          * None of the breakpoints are in user space.
2560          */
2561         return 0;
2562 }
2563
2564
2565 #ifndef DDB
2566 void
2567 Debugger(const char *msg)
2568 {
2569         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2570 }
2571 #endif /* no DDB */
2572
2573 #ifdef DDB
2574
2575 /*
2576  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2577  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2578  * called inside DDB.
2579  *
2580  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2581  */
2582
2583 #undef inb
2584 #undef outb
2585
2586 /* silence compiler warnings */
2587 u_char inb(u_int);
2588 void outb(u_int, u_char);
2589
2590 u_char
2591 inb(u_int port)
2592 {
2593         u_char  data;
2594         /*
2595          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2596          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2597          * if we tell it to load (u_short) port.
2598          */
2599         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2600         return (data);
2601 }
2602
2603 void
2604 outb(u_int port, u_char data)
2605 {
2606         u_char  al;
2607         /*
2608          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2609          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2610          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2611          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2612          */
2613         al = data;
2614         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2615 }
2616
2617 #endif /* DDB */
2618
2619
2620
2621 /*
2622  * initialize all the SMP locks
2623  */
2624
2625 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2626 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2627
2628 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2629 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2630
2631 /* critical region around INTR() routines */
2632 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2633
2634 /* lock region used by kernel profiling */
2635 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2636
2637 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2638 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2639
2640 /* lock regions around the clock hardware */
2641 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2642
2643 static void
2644 init_locks(void)
2645 {
2646         /*
2647          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2648          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2649          */
2650         cpu_get_initial_mplock();
2651         /* DEPRECATED */
2652         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2653         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2654         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2655         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2656         spin_lock_init(&com_spinlock);
2657         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2658
2659         /* our token pool needs to work early */
2660         lwkt_token_pool_init();
2661 }
2662
2663 boolean_t
2664 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2665 {
2666         int cx_idx, sub;
2667
2668         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2669         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2670                 return FALSE;
2671
2672         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2673         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2674                 return FALSE;
2675
2676         return TRUE;
2677 }
2678
2679 void
2680 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2681 {
2682         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2683 }
2684
2685 void
2686 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2687 {
2688         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2689 }
2690
2691 static int
2692 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2693 {
2694         int old_cx_idx, sub = 0;
2695
2696         if (hint >= 0) {
2697                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2698                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2699         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2700                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2701         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2702                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2703         } else {
2704                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2705         }
2706
2707         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2708                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2709         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2710                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2711         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2712                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2713         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2714             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2715                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2716         else
2717                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2718
2719         return old_cx_idx;
2720 }
2721
2722 static int
2723 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2724 {
2725         int cx_idx, sub, hint;
2726         char *ptr, *start;
2727
2728         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2729                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2730                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2731                 goto done;
2732         }
2733         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2734                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2735                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2736                 goto done;
2737         }
2738
2739         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2740                 return -1;
2741         start = &name[1];
2742         ptr = NULL;
2743
2744         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2745         if (ptr == start || *ptr != '/')
2746                 return -1;
2747         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2748                 return -1;
2749
2750         start = ptr + 1;
2751         ptr = NULL;
2752
2753         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2754         if (*ptr != '\0')
2755                 return -1;
2756         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2757                 return -1;
2758
2759         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2760 done:
2761         *hint0 = hint;
2762         return cx_idx;
2763 }
2764
2765 static int
2766 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
2767 {
2768         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2769                 return EOPNOTSUPP;
2770         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2771                 int error;
2772
2773                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2774                 if (error)
2775                         return error;
2776         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2777                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2778         }
2779         return 0;
2780 }
2781
2782 static int
2783 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2784     boolean_t allow_auto)
2785 {
2786         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
2787         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2788
2789         hint = *hint0;
2790         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
2791             allow_auto);
2792
2793         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2794         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2795                 return error;
2796
2797         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2798                 return EOPNOTSUPP;
2799
2800         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
2801         if (cx_idx < 0)
2802                 return EINVAL;
2803
2804         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
2805         if (error)
2806                 return error;
2807
2808         *hint0 = hint;
2809         return 0;
2810 }
2811
2812 static int
2813 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
2814 {
2815         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
2816         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2817
2818         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
2819
2820         hint = stat->hint;
2821         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
2822
2823         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
2824         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
2825         if (cx_idx < 0)
2826                 return EINVAL;
2827
2828         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
2829         if (error)
2830                 return error;
2831
2832         stat->hint = hint;
2833         return 0;
2834 }
2835
2836 static int
2837 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2838 {
2839         int hint = cpu_mwait_halt_global;
2840         int error, cx_idx, cpu;
2841         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2842
2843         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
2844
2845         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2846         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2847                 return error;
2848
2849         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2850                 return EOPNOTSUPP;
2851
2852         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
2853         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
2854
2855         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
2856         if (cx_idx < 0)
2857                 return EINVAL;
2858
2859         /* Change per-cpu CX configuration */
2860         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
2861                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
2862                 if (error)
2863                         return error;
2864         }
2865
2866         cpu_mwait_halt_global = hint;
2867         return 0;
2868 }
2869
2870 static int
2871 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2872 {
2873         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
2874         int error;
2875
2876         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2877             &stat->hint, TRUE);
2878         return error;
2879 }
2880
2881 static int
2882 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2883 {
2884         int error;
2885
2886         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2887             &cpu_mwait_spin, FALSE);
2888         return error;
2889 }