sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_inet.h"
  48 #include "opt_msgbuf.h"
  49 #include "opt_swap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/sysproto.h>
  54 #include <sys/signalvar.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/linker.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/buf.h>
  61 #include <sys/reboot.h>
  62 #include <sys/mbuf.h>
  63 #include <sys/msgbuf.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/usched.h>
  69 #include <sys/reg.h>
  70 #include <sys/sbuf.h>
  71 #include <sys/ctype.h>
  72 #include <sys/serialize.h>
  73 #include <sys/systimer.h>
  74
  75 #include <vm/vm.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <vm/vm_kern.h>
  79 #include <vm/vm_object.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_pager.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84
  85 #include <sys/thread2.h>
  86 #include <sys/mplock2.h>
  87 #include <sys/mutex2.h>
  88
  89 #include <sys/user.h>
  90 #include <sys/exec.h>
  91 #include <sys/cons.h>
  92
  93 #include <sys/efi.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #if 0 /* JG */
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/md_var.h>
 104 #include <machine/metadata.h>
 105 #include <machine/pc/bios.h>
 106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 108 #include <machine/smp.h>
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111 #include <machine/framebuffer.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #include <sys/machintr.h>
 123 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 124 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 125 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 126 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 127 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 128 #include <machine/mptable.h>
 129
 130 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 131
 132 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 133
 134 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 135 extern void identify_cpu(void);
 136 #if 0 /* JG */
 137 extern void finishidentcpu(void);
 138 #endif
 139 extern void panicifcpuunsupported(void);
 140
 141 static void cpu_startup(void *);
 142 static void pic_finish(void *);
 143 static void cpu_finish(void *);
 144
 145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 147 static void init_locks(void);
 148
 149 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 150
 151 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 152 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 153 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 154
 155 #ifdef DDB
 156 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 157 #endif
 158
 159 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 160 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 161
 162 vm_paddr_t efi_systbl_phys;
 163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 164 u_long  atdevbase;
 165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 166 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 167 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 168
 169 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 170
 171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 172 extern int swtch_optim_stats;
 173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 177 #endif
 178 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 179         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 181     "monitor/mwait target state");
 182
 183 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 184         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 185          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 186
 187 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 188
 189 #define CPU_MWAIT_C1            1
 190 #define CPU_MWAIT_C2            2
 191 #define CPU_MWAIT_C3            3
 192 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 193
 194 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 195 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 196
 197 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 198 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 199
 200 struct cpu_mwait_cx {
 201         int                     subcnt;
 202         char                    name[4];
 203         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 204         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 205 };
 206 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 207 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 208
 209 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 210 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 211 static int                      *cpu_mwait_hints;
 212
 213 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 214 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 215
 216 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 217
 218 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 219 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 220 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 221
 222 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 223 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 224
 225 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 226                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 227                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 228
 229 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 230     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 231 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 232     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 233
 234 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 235                     int *, boolean_t);
 236 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 237 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 238 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 239
 240 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 241     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 242 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 243     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 244 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 245     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 246
 247 long physmem = 0;
 248
 249 u_long ebda_addr = 0;
 250
 251 int imcr_present = 0;
 252
 253 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 254
 255 u_int base_memory;
 256 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 257
 258 static int
 259 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 260 {
 261         u_long pmem = ctob(physmem);
 262
 263         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 264         return (error);
 265 }
 266
 267 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 268         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 269
 270 static int
 271 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 272 {
 273         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 274                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 275         return (error);
 276 }
 277
 278 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 279         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 280
 281 static int
 282 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 283 {
 284         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 285                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 286         return (error);
 287 }
 288
 289 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 290         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 291
 292 vm_paddr_t Maxmem;
 293 vm_paddr_t Realmem;
 294
 295 /*
 296  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 297  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 298  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 299  * PHYSSEG entries.
 300  */
 301 vm_phystable_t phys_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 302 vm_phystable_t dump_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 303
 304 /* must be 1 less so 0 0 can signal end of chunks */
 305 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 1)
 306 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 1)
 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         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 328                 (intmax_t)Realmem,
 329                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 330         /*
 331          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 332          */
 333         if (bootverbose) {
 334                 int indx;
 335
 336                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 337                 for (indx = 0; phys_avail[indx].phys_end != 0; ++indx) {
 338                         vm_paddr_t size1;
 339
 340                         size1 = phys_avail[indx].phys_end -
 341                                 phys_avail[indx].phys_beg;
 342
 343                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 344                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_beg,
 345                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_end - 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 MAXBSIZE.
 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 * NBUFCALCSIZE / 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 / NBUFCALCSIZE)
 395                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 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) / (MAXBSIZE * 2)) {
 404                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 405                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 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 / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 416                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 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\n", nbuf);
 430         }
 431
 432         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 433 #ifdef NSWBUF_MIN
 434         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 435                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 436 #endif
 437         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 438 #ifdef NSWBUF_MIN
 439         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 440                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 441 #endif
 442
 443         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 444         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 445         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 446
 447         /*
 448          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 449          */
 450         if (firstaddr == 0) {
 451                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 452                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size),
 453                                        VM_SUBSYS_BUF);
 454                 if (firstaddr == 0)
 455                         panic("startup: no room for tables");
 456                 goto again;
 457         }
 458
 459         /*
 460          * End of second pass, addresses have been assigned
 461          *
 462          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 463          *
 464          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 465          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 466          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 467          */
 468         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 469                 panic("startup: table size inconsistency");
 470
 471         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 472                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 473                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 474         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 475                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 476         buffer_map.system_map = 1;
 477         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 478                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 479                       pager_map_size);
 480         pager_map.system_map = 1;
 481         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 482                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 483                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 484                 1024 / 1024);
 485 }
 486
 487 struct cpu_idle_stat {
 488         int     hint;
 489         int     reserved;
 490         u_long  halt;
 491         u_long  spin;
 492         u_long  repeat;
 493         u_long  repeat_last;
 494         u_long  repeat_delta;
 495         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 496 } __cachealign;
 497
 498 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 499 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 500
 501 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 502
 503 static int
 504 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 505 {
 506         int idx = arg2, cpu, error;
 507         u_long val = 0;
 508
 509         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 510                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 511                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 512         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 513                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 514                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 515         } else {
 516                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 517                     ("invalid index %d", idx));
 518                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 519                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 520         }
 521
 522         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 523         if (error || req->newptr == NULL)
 524                 return error;
 525
 526         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 527                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 528                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 529                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 530         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 531                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 532                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 533                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 534         } else {
 535                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 536                     ("invalid index %d", idx));
 537                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 538                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 539                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 540         }
 541         return 0;
 542 }
 543
 544 static void
 545 cpu_mwait_attach(void)
 546 {
 547         struct sbuf sb;
 548         int hint_idx, i;
 549
 550         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 551                 return;
 552
 553         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 554             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 555              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 556               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 557                 int bm_sts = 1;
 558
 559                 /*
 560                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 561                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 562                  */
 563                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 564
 565                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 566                 if (!bm_sts)
 567                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 568         }
 569
 570         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 571             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 572
 573         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 574                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 575                 int sub;
 576
 577                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 578
 579                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 580                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 581                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 582                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 583                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 584                         continue;
 585
 586                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 587                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 588                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 589                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 590                     "sub-state count");
 591                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 592                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 593                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 594                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 595
 596                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 597                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 598         }
 599         sbuf_trim(&sb);
 600         sbuf_finish(&sb);
 601
 602         /*
 603          * Non-deep C-states
 604          */
 605         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 606         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 607                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 608         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 609             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 610
 611         hint_idx = 0;
 612         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 613                 int j, subcnt;
 614
 615                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 616                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 617                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 618                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 619                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 620                         ++hint_idx;
 621                 }
 622         }
 623         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 624             ("mwait hint count %d != index %d",
 625              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 626
 627         if (bootverbose) {
 628                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 629                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 630                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 631
 632                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 633                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 634                             hint);
 635                 }
 636         }
 637
 638         /*
 639          * Deep C-states
 640          */
 641         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 642                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 643         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 644             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 645
 646         hint_idx = 0;
 647         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 648                 int j, subcnt;
 649
 650                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 651                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 652                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 653                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 654                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 655                         ++hint_idx;
 656                 }
 657         }
 658         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 659             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 660              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 661
 662         if (bootverbose) {
 663                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 664                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 665                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 666
 667                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 668                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 669                             hint);
 670                 }
 671         }
 672         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 673
 674         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 675                 char name[16];
 676
 677                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 678                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 679                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 680                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 681                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 682         }
 683 }
 684
 685 static void
 686 cpu_finish(void *dummy __unused)
 687 {
 688         cpu_setregs();
 689         cpu_mwait_attach();
 690 }
 691
 692 static void
 693 pic_finish(void *dummy __unused)
 694 {
 695         /* Log ELCR information */
 696         elcr_dump();
 697
 698         /* Log MPTABLE information */
 699         mptable_pci_int_dump();
 700
 701         /* Finalize PCI */
 702         MachIntrABI.finalize();
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Send an interrupt to process.
 707  *
 708  * Stack is set up to allow sigcode stored
 709  * at top to call routine, followed by kcall
 710  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 711  * resets the signal mask, the stack, and the
 712  * frame pointer, it returns to the user
 713  * specified pc, psl.
 714  */
 715 void
 716 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 717 {
 718         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 719         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 720         struct trapframe *regs;
 721         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 722         struct sigframe sf, *sfp;
 723         int oonstack;
 724         char *sp;
 725
 726         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 727         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 728
 729         /* Save user context */
 730         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 731         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 732         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 733         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 734         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 735         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 736
 737         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 738         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 739
 740         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 741         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 742             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 743                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 744                               sizeof(struct sigframe));
 745                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 746         } else {
 747                 /* We take red zone into account */
 748                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 749         }
 750
 751         /*
 752          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 753          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 754          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 755          * kernel is ok.
 756          *
 757          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 758          * context directly.
 759          */
 760         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 761
 762         /* Translate the signal is appropriate */
 763         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 764                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 765                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 766         }
 767
 768         /*
 769          * Build the argument list for the signal handler.
 770          *
 771          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 772          */
 773         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 774         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 775
 776         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 777                 /*
 778                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 779                  *
 780                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 781                  */
 782                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 783                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 784                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 785
 786                 /* fill siginfo structure */
 787                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 788                 sf.sf_si.si_code = code;
 789                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 790         } else {
 791                 /*
 792                  * Old FreeBSD-style arguments.
 793                  *
 794                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 795                  */
 796                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 797                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 798                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 799         }
 800
 801         /*
 802          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 803          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 804          * eflags.
 805          */
 806 #if 0 /* JG */
 807         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 808                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 809                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 810
 811                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 812                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 813                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 814                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 815
 816                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 817                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 818                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 819                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 820
 821                 /*
 822                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 823                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 824                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 825                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 826                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 827                  */
 828                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 829         }
 830 #endif
 831
 832         /*
 833          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 834          */
 835         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 836
 837         /*
 838          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 839          */
 840         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 841                 /*
 842                  * Something is wrong with the stack pointer.
 843                  * ...Kill the process.
 844                  */
 845                 sigexit(lp, SIGILL);
 846         }
 847
 848         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 849         regs->tf_rip = trunc_page64(PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode));
 850
 851         /*
 852          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 853          * on function entry
 854          */
 855         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 856
 857         /*
 858          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 859          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 860          * stored in-context.
 861          */
 862         regs->tf_cs = _ucodesel;
 863         regs->tf_ss = _udatasel;
 864         clear_quickret();
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 869  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 870  * issue.
 871  *
 872  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 873  * bad idea?
 874  */
 875 int
 876 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 877 {
 878         frame->tf_cs = _ucodesel;
 879         frame->tf_ss = _udatasel;
 880         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 881         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 882         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 883
 884         return(0);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 889  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 890  */
 891 int
 892 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 893 {
 894         return(0);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 899  *
 900  * System call to cleanup state after a signal
 901  * has been taken.  Reset signal mask and
 902  * stack state from context left by sendsig (above).
 903  * Return to previous pc and psl as specified by
 904  * context left by sendsig. Check carefully to
 905  * make sure that the user has not modified the
 906  * state to gain improper privileges.
 907  *
 908  * MPSAFE
 909  */
 910 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 911 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 912
 913 int
 914 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 915 {
 916         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 917         struct trapframe *regs;
 918         ucontext_t uc;
 919         ucontext_t *ucp;
 920         register_t rflags;
 921         int cs;
 922         int error;
 923
 924         /*
 925          * We have to copy the information into kernel space so userland
 926          * can't modify it while we are sniffing it.
 927          */
 928         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 929         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 930         if (error)
 931                 return (error);
 932         ucp = &uc;
 933         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 934
 935         /* VM (8086) mode not supported */
 936         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 937
 938 #if 0 /* JG */
 939         if (eflags & PSL_VM) {
 940                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 941                 struct vm86_kernel *vm86;
 942
 943                 /*
 944                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 945                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 946                  */
 947                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 948                         return (EINVAL);
 949                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 950                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 951                         return (EINVAL);
 952
 953                 /* go back to user mode if both flags are set */
 954                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 955                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 956
 957                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 958                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 959                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 960                 } else {
 961                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 962                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 963                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 964                 }
 965                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 966                 tf->tf_eflags = eflags;
 967                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 968                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 969                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 970                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 971                 tf->tf_ds = _udatasel;
 972                 tf->tf_es = _udatasel;
 973                 tf->tf_fs = _udatasel;
 974                 tf->tf_gs = _udatasel;
 975         } else
 976 #endif
 977         {
 978                 /*
 979                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 980                  */
 981                 /*
 982                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 983                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 984                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 985                  * the signal context during signal handling and there is no
 986                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 987                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 988                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 989                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 990                  */
 991                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 992                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 993                         return(EINVAL);
 994                 }
 995
 996                 /*
 997                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 998                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 999                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1000                  */
1001                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1002                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1003                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1004                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1005                         return(EINVAL);
1006                 }
1007                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1008         }
1009
1010         /*
1011          * Restore the FPU state from the frame
1012          */
1013         crit_enter();
1014         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1015
1016         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1017                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1018         else
1019                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1020
1021         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1022         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1023         clear_quickret();
1024         crit_exit();
1025         return(EJUSTRETURN);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Machine dependent boot() routine
1030  *
1031  * I haven't seen anything to put here yet
1032  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1033  */
1034 void
1035 cpu_boot(int howto)
1036 {
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Shutdown the CPU as much as possible
1041  */
1042 void
1043 cpu_halt(void)
1044 {
1045         for (;;)
1046                 __asm__ __volatile("hlt");
1047 }
1048
1049 /*
1050  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1051  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1052  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1053  *
1054  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1055  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1056  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1057  * critical section.
1058  *
1059  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1060  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1061  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1062  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1063  *
1064  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1065  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1066  *
1067  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1068  */
1069 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1070 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1071     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1072 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1073     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1074
1075 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1076     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1077 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1078     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1079
1080 static void
1081 cpu_idle_default_hook(void)
1082 {
1083         /*
1084          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1085          * following the sti.
1086          */
1087         __asm __volatile("sti; hlt");
1088 }
1089
1090 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1091 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1092
1093 static __inline int
1094 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1095 {
1096         int hint, cx_idx;
1097         u_int idx;
1098
1099         hint = stat->hint;
1100         if (hint >= 0)
1101                 goto done;
1102
1103         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1104             cpu_mwait_repeat_shift;
1105         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1106                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1107                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1108         }
1109         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1110                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1111                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1112                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1113         } else {
1114                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1115                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1116                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1117         }
1118 done:
1119         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1120         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1121                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1122         return hint;
1123 }
1124
1125 void
1126 cpu_idle(void)
1127 {
1128         globaldata_t gd = mycpu;
1129         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1130         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1131         int reqflags;
1132         int quick;
1133
1134         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1135
1136         crit_exit();
1137         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1138
1139         for (;;) {
1140                 /*
1141                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1142                  */
1143                 lwkt_switch();
1144
1145                 /*
1146                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1147                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1148                  * splz() does the job.
1149                  *
1150                  * cpu_idle_hlt:
1151                  *      0       Never halt, just spin
1152                  *
1153                  *      1       Always use MONITOR/MWAIT if avail, HLT
1154                  *              otherwise.
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                  *              Usually the best default for AMD cpus.
1172                  *
1173                  *      4       Always use HLT.
1174                  *
1175                  *      5       Always spin.
1176                  *
1177                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1178                  *       section.
1179                  *
1180                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1181                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1182                  *       it overflows.
1183                  *
1184                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1185                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1186                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1187                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1188                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1189                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1190                  *
1191                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1192                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1193                  * the request.
1194                  */
1195                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1196                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1197                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1198                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1199                         stat->repeat_last = 0;
1200                         stat->repeat_delta = 0;
1201                 }
1202                 ++stat->repeat_last;
1203
1204                 ++gd->gd_idle_repeat;
1205                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1206                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1207                         (cpu_idle_hlt == 2 &&
1208                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1209
1210                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1211                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1212                         splz(); /* XXX */
1213                         crit_enter_gd(gd);
1214                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1215                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1216                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1217                         stat->halt++;
1218                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1219                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1220                                                       gd->gd_cpuid)) {
1221                                 cpu_invltlb();
1222                                 cpu_mfence();
1223                         }
1224                         crit_exit_gd(gd);
1225                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1226                         __asm __volatile("cli");
1227                         splz();
1228                         crit_enter_gd(gd);
1229                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1230                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1231                                 if (cpu_idle_hlt == 5) {
1232                                         __asm __volatile("sti");
1233                                 } else if (quick || cpu_idle_hlt == 4) {
1234                                         cpu_idle_default_hook();
1235                                 } else {
1236                                         cpu_idle_hook();
1237                                 }
1238                         }
1239                         __asm __volatile("sti");
1240                         stat->halt++;
1241                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1242                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1243                                                       gd->gd_cpuid)) {
1244                                 cpu_invltlb();
1245                                 cpu_mfence();
1246                         }
1247                         crit_exit_gd(gd);
1248                 } else {
1249                         splz();
1250                         __asm __volatile("sti");
1251                         stat->spin++;
1252                         crit_enter_gd(gd);
1253                         crit_exit_gd(gd);
1254                 }
1255         }
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Called in a loop indirectly via Xcpustop
1260  */
1261 void
1262 cpu_smp_stopped(void)
1263 {
1264         globaldata_t gd = mycpu;
1265         volatile __uint64_t *ptr;
1266         __uint64_t ovalue;
1267
1268         ptr = CPUMASK_ADDR(started_cpus, gd->gd_cpuid);
1269         ovalue = *ptr;
1270         if ((ovalue & CPUMASK_SIMPLE(gd->gd_cpuid & 63)) == 0) {
1271                 if (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) {
1272                         cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr), ovalue,
1273                                            cpu_mwait_hints[CPU_MWAIT_C1], 0);
1274                 } else {
1275                         cpu_halt();     /* depend on lapic timer */
1276                 }
1277         }
1278 }
1279
1280 /*
1281  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1282  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1283  * we let it spin.
1284  */
1285 void
1286 cpu_spinlock_contested(void)
1287 {
1288         cpu_pause();
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Clear registers on exec
1293  */
1294 void
1295 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1296 {
1297         struct thread *td = curthread;
1298         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1299         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1300         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1301
1302         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1303         user_ldt_free(pcb);
1304
1305         clear_quickret();
1306         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1307         regs->tf_rip = entry;
1308         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1309         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1310         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1311         regs->tf_ss = _udatasel;
1312         regs->tf_cs = _ucodesel;
1313         regs->tf_rbx = ps_strings;
1314
1315         /*
1316          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1317          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1318          */
1319         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1320                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1321                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1322                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1323                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1324                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1325                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1326                 if (pcb == td->td_pcb) {
1327                         /*
1328                          * Clear the debug registers on the running
1329                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1330                          * the next process we switch to.
1331                          */
1332                         reset_dbregs();
1333                 }
1334                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1335         }
1336
1337         /*
1338          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1339          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1340          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1341          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1342          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1343          */
1344         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1345
1346         /*
1347          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1348          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1349          *       may panic in npxdna().
1350          */
1351         crit_enter();
1352         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1353
1354         /*
1355          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1356          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1357          *       code knows what the current MSR values are.
1358          */
1359         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1360         pcb->pcb_gsbase = 0;
1361         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1362         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1363         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1364         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1365
1366         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1367         npxinit();
1368         crit_exit();
1369
1370         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1371         pcb->pcb_es = _udatasel;
1372         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1373         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1374 }
1375
1376 void
1377 cpu_setregs(void)
1378 {
1379         register_t cr0;
1380
1381         cr0 = rcr0();
1382         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1383         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1384         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1385         load_cr0(cr0);
1386         load_gs(_udatasel);
1387 }
1388
1389 static int
1390 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1391 {
1392         int error;
1393         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1394                 req);
1395         if (!error && req->newptr)
1396                 resettodr();
1397         return (error);
1398 }
1399
1400 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1401         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1402
1403 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1404         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1405
1406 #if 0 /* JG */
1407 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1408         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1409 #endif
1410
1411 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1412         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1413
1414 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1415 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1416         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1417
1418 static int
1419 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1420 {
1421         struct efi_map_header *efihdr;
1422         caddr_t kmdp;
1423         uint32_t efisize;
1424
1425         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1426         if (kmdp == NULL)
1427                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1428         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1429             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1430         if (efihdr == NULL)
1431                 return (0);
1432         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
1433         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
1434 }
1435 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
1436     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
1437
1438 /*
1439  * Initialize 386 and configure to run kernel
1440  */
1441
1442 /*
1443  * Initialize segments & interrupt table
1444  */
1445
1446 int _default_ldt;
1447 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1448 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1449 #if 0 /* JG */
1450 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1451 #endif
1452
1453 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1454 struct region_descriptor r_gdt;
1455 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1456
1457 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1458 void *proc0paddr;
1459 /* JG alignment? */
1460 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1461
1462
1463 /* software prototypes -- in more palatable form */
1464 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1465 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1466 {       0x0,                    /* segment base address  */
1467         0x0,                    /* length */
1468         0,                      /* segment type */
1469         0,                      /* segment descriptor priority level */
1470         0,                      /* segment descriptor present */
1471         0,                      /* long */
1472         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1473         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1474 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1475 {       0x0,                    /* segment base address  */
1476         0xfffff,                /* length - all address space */
1477         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1478         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1479         1,                      /* segment descriptor present */
1480         1,                      /* long */
1481         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1482         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1483 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1484 {       0x0,                    /* segment base address  */
1485         0xfffff,                /* length - all address space */
1486         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1487         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1488         1,                      /* segment descriptor present */
1489         1,                      /* long */
1490         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1491         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1492 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1493 {       0x0,                    /* segment base address  */
1494         0xfffff,                /* length - all address space */
1495         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1496         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1497         1,                      /* segment descriptor present */
1498         0,                      /* long */
1499         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1500         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1501 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1502 {       0x0,                    /* segment base address  */
1503         0xfffff,                /* length - all address space */
1504         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1505         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1506         1,                      /* segment descriptor present */
1507         0,                      /* long */
1508         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1509         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1510 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1511 {       0x0,                    /* segment base address  */
1512         0xfffff,                /* length - all address space */
1513         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1514         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1515         1,                      /* segment descriptor present */
1516         1,                      /* long */
1517         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1518         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1519 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1520 {
1521         0x0,                    /* segment base address */
1522         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1523         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1524         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1525         1,                      /* segment descriptor present */
1526         0,                      /* long */
1527         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1528         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1529 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1530 {       0x0,                    /* segment base address  */
1531         0x0,                    /* length */
1532         0,                      /* segment type */
1533         0,                      /* segment descriptor priority level */
1534         0,                      /* segment descriptor present */
1535         0,                      /* long */
1536         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1537         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1538 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1539 {       0x0,                    /* segment base address  */
1540         0xfffff,                /* length - all address space */
1541         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1542         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1543         1,                      /* segment descriptor present */
1544         0,                      /* long */
1545         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1546         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1547 };
1548
1549 void
1550 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1551 {
1552         int cpu;
1553
1554         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1555                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1556
1557                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1558                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1559                 ip->gd_ist = ist;
1560                 ip->gd_xx = 0;
1561                 ip->gd_type = typ;
1562                 ip->gd_dpl = dpl;
1563                 ip->gd_p = 1;
1564                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1565         }
1566 }
1567
1568 void
1569 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1570 {
1571         struct gate_descriptor *ip;
1572
1573         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1574
1575         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1576         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1577         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1578         ip->gd_ist = ist;
1579         ip->gd_xx = 0;
1580         ip->gd_type = typ;
1581         ip->gd_dpl = dpl;
1582         ip->gd_p = 1;
1583         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1584 }
1585
1586 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1587
1588 extern inthand_t
1589         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1590         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1591         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1592         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1593         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1594         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1595
1596 void
1597 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1598 {
1599         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1600         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1601         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1602         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1603         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1604         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1605         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1606 }
1607
1608 void
1609 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1610 {
1611
1612         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1613         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1614         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1615         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1616         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1617         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1618         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1619         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1620         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1621         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1622 }
1623
1624 void
1625 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1626     struct system_segment_descriptor *sd)
1627 {
1628
1629         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1630         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1631         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1632         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1633         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1634         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1635         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1636         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1641  * available physical memory in the system, then test this memory and
1642  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1643  *
1644  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1645  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1646  *
1647  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1648  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1649  *
1650  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1651  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1652  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1653  *
1654  * XXX first should be vm_paddr_t.
1655  */
1656
1657 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1658 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1659 #define PHYSMAP_SIZE            VM_PHYSSEG_MAX
1660
1661 vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1662 struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1663 struct efi_map_header *efihdrbase;
1664 u_int32_t smapsize;
1665
1666 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1667 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1668
1669 static void
1670 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1671 {
1672         int i;
1673
1674         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1675         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1676
1677         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1678                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1679                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1680                             smap->type, smap->base, smap->length);
1681
1682                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1683                         continue;
1684
1685                 if (smap->length == 0)
1686                         continue;
1687
1688                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1689                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1690                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1691                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1692                                                 "memory region, ignoring "
1693                                                 "second region\n");
1694                                 }
1695                                 break;
1696                         }
1697                 }
1698                 if (i <= *physmap_idx)
1699                         continue;
1700
1701                 Realmem += smap->length;
1702
1703                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1704                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1705                         continue;
1706                 }
1707
1708                 *physmap_idx += 2;
1709                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1710                         kprintf("Too many segments in the physical "
1711                                 "address map, giving up\n");
1712                         break;
1713                 }
1714                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1715                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1716         }
1717 }
1718
1719 static void
1720 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1721 {
1722          struct efi_md *map, *p;
1723          const char *type;
1724          size_t efisz;
1725          int i, ndesc;
1726
1727         static const char *types[] = {
1728                 "Reserved",
1729                 "LoaderCode",
1730                 "LoaderData",
1731                 "BootServicesCode",
1732                 "BootServicesData",
1733                 "RuntimeServicesCode",
1734                 "RuntimeServicesData",
1735                 "ConventionalMemory",
1736                 "UnusableMemory",
1737                 "ACPIReclaimMemory",
1738                 "ACPIMemoryNVS",
1739                 "MemoryMappedIO",
1740                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1741                 "PalCode"
1742          };
1743
1744         /*
1745          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1746          * Boot Services API.
1747          */
1748         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1749         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1750
1751         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1752                 return;
1753         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1754
1755         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1756                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1757                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1758
1759         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1760             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1761                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1762                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1763                                 type = types[p->md_type];
1764                         else
1765                                 type = "<INVALID>";
1766                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1767                             p->md_virt, p->md_pages);
1768                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1769                                 kprintf("UC ");
1770                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1771                                 kprintf("WC ");
1772                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1773                                 kprintf("WT ");
1774                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1775                                 kprintf("WB ");
1776                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1777                                 kprintf("UCE ");
1778                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1779                                 kprintf("WP ");
1780                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1781                                 kprintf("RP ");
1782                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1783                                 kprintf("XP ");
1784                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1785                                 kprintf("RUNTIME");
1786                         kprintf("\n");
1787                 }
1788
1789                 switch (p->md_type) {
1790                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1791                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1792                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1793                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1794                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1795                         /*
1796                          * We're allowed to use any entry with these types.
1797                          */
1798                         break;
1799                 default:
1800                         continue;
1801                 }
1802
1803                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1804
1805                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1806                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1807                         continue;
1808                 }
1809
1810                 *physmap_idx += 2;
1811                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1812                         kprintf("Too many segments in the physical "
1813                                 "address map, giving up\n");
1814                         break;
1815                 }
1816                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1817                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1818          }
1819 }
1820
1821 struct fb_info efi_fb_info;
1822 static int have_efi_framebuffer = 0;
1823
1824 static void
1825 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1826 {
1827         uint64_t sz;
1828         vm_offset_t addr, v;
1829
1830         v = efi_fb_info.vaddr;
1831         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1832
1833         if (direct_map) {
1834                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1835                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1836                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1837         } else {
1838                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1839                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1840         }
1841 }
1842
1843 int
1844 probe_efi_fb(int early)
1845 {
1846         struct efi_fb   *efifb;
1847         caddr_t         kmdp;
1848
1849         if (have_efi_framebuffer) {
1850                 if (!early &&
1851                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1852                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1853                         efi_fb_init_vaddr(0);
1854                 return 0;
1855         }
1856
1857         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1858         if (kmdp == NULL)
1859                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1860         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1861             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1862         if (efifb == NULL)
1863                 return 1;
1864
1865         have_efi_framebuffer = 1;
1866
1867         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1868         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1869         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1870         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1871         efi_fb_info.depth = 32;
1872         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1873         if (early) {
1874                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1875         } else {
1876                 efi_fb_init_vaddr(0);
1877         }
1878         efi_fb_info.fbops.fb_set_par = NULL;
1879         efi_fb_info.fbops.fb_blank = NULL;
1880         efi_fb_info.fbops.fb_debug_enter = NULL;
1881         efi_fb_info.device = NULL;
1882
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 static void
1887 efifb_startup(void *arg)
1888 {
1889         probe_efi_fb(0);
1890 }
1891
1892 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1893
1894 static void
1895 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1896 {
1897         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1898         int i, j;
1899         vm_paddr_t pa;
1900         vm_paddr_t msgbuf_size;
1901         u_long physmem_tunable;
1902         pt_entry_t *pte;
1903         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1904
1905         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1906         physmap_idx = 0;
1907
1908         /*
1909          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1910          *
1911          * subr_module.c says:
1912          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1913          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1914          */
1915         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1916                      MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1917         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1918                    MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1919         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1920                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1921
1922         if (efihdrbase == NULL)
1923                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1924         else
1925                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1926
1927         base_memory = physmap[1] / 1024;
1928         /* make hole for AP bootstrap code */
1929         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1930
1931         /* Save EBDA address, if any */
1932         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1933         ebda_addr <<= 4;
1934
1935         /*
1936          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1937          * highest page of the physical address space.  It should be
1938          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1939          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1940          */
1941         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1942
1943 #ifdef MAXMEM
1944         Maxmem = MAXMEM / 4;
1945 #endif
1946
1947         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1948                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1949
1950         /*
1951          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1952          * in the system.
1953          */
1954         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1955                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1956
1957         /*
1958          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1959          */
1960         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1961                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1962                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1963         }
1964
1965         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1966             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1967                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1968         }
1969
1970         /*
1971          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1972          *
1973          * Mask off page 0.
1974          */
1975         pmap_bootstrap(&first);
1976         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1977
1978         /*
1979          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1980          * exceeding Maxmem.
1981          */
1982         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1983                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1984                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1985                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1986                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1987                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1988
1989                 physmap[j] = physmap[i];
1990                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1991
1992                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1993                         j += 2;
1994         }
1995         physmap_idx = j - 2;
1996
1997         /*
1998          * Align anything else used in the validation loop.
1999          */
2000         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2001
2002         /*
2003          * Size up each available chunk of physical memory.
2004          */
2005         pa_indx = 0;
2006         da_indx = 0;
2007         phys_avail[pa_indx].phys_beg = physmap[0];
2008         phys_avail[pa_indx].phys_end = physmap[0];
2009         dump_avail[da_indx].phys_beg = 0;
2010         dump_avail[da_indx].phys_end = physmap[0];
2011         pte = CMAP1;
2012
2013         /*
2014          * Get dcons buffer address
2015          */
2016         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2017             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2018                 dcons_addr = 0;
2019
2020         /*
2021          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
2022          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
2023          * of PAGE_SIZE.
2024          */
2025         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2026                 vm_paddr_t end;
2027                 vm_paddr_t incr = PHYSMAP_ALIGN;
2028
2029                 end = physmap[i + 1];
2030
2031                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
2032                         int page_bad, full;
2033                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
2034                         uint64_t tmp;
2035
2036                         incr = PHYSMAP_ALIGN;
2037                         full = FALSE;
2038
2039                         /*
2040                          * block out kernel memory as not available.
2041                          */
2042                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
2043                                 goto do_dump_avail;
2044
2045                         /*
2046                          * block out dcons buffer
2047                          */
2048                         if (dcons_addr > 0
2049                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2050                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2051                                 goto do_dump_avail;
2052                         }
2053
2054                         page_bad = FALSE;
2055
2056                         /*
2057                          * Always test the first and last block supplied in
2058                          * the map entry, but it just takes too long to run
2059                          * the test these days and we already have to skip
2060                          * pages.  Handwave it on PHYSMAP_HANDWAVE boundaries.
2061                          */
2062                         if (pa != physmap[i]) {
2063                                 vm_paddr_t bytes = end - pa;
2064                                 if ((pa & PHYSMAP_HANDWAVE_MASK) == 0 &&
2065                                     bytes >= PHYSMAP_HANDWAVE + PHYSMAP_ALIGN) {
2066                                         incr = PHYSMAP_HANDWAVE;
2067                                         goto handwaved;
2068                                 }
2069                         }
2070
2071                         /*
2072                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2073                          */
2074                         *pte = pa |
2075                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2076                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2077                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2078                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2079                         cpu_mfence();
2080
2081                         tmp = *ptr;
2082                         /*
2083                          * Test for alternating 1's and 0's
2084                          */
2085                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2086                         cpu_mfence();
2087                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2088                                 page_bad = TRUE;
2089                         /*
2090                          * Test for alternating 0's and 1's
2091                          */
2092                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2093                         cpu_mfence();
2094                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2095                                 page_bad = TRUE;
2096                         /*
2097                          * Test for all 1's
2098                          */
2099                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2100                         cpu_mfence();
2101                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2102                                 page_bad = TRUE;
2103                         /*
2104                          * Test for all 0's
2105                          */
2106                         *ptr = 0x0;
2107                         cpu_mfence();
2108                         if (*ptr != 0x0)
2109                                 page_bad = TRUE;
2110                         /*
2111                          * Restore original value.
2112                          */
2113                         *ptr = tmp;
2114 handwaved:
2115
2116                         /*
2117                          * Adjust array of valid/good pages.
2118                          */
2119                         if (page_bad == TRUE)
2120                                 continue;
2121
2122                         /*
2123                          * If this good page is a continuation of the
2124                          * previous set of good pages, then just increase
2125                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2126                          * Note that "end" points one higher than end,
2127                          * making the range >= start and < end.
2128                          * If we're also doing a speculative memory
2129                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2130                          * so that we keep going. The first bad page
2131                          * will terminate the loop.
2132                          */
2133                         if (phys_avail[pa_indx].phys_end == pa) {
2134                                 phys_avail[pa_indx].phys_end += incr;
2135                         } else {
2136                                 ++pa_indx;
2137                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2138                                         kprintf(
2139                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2140                                         --pa_indx;
2141                                         full = TRUE;
2142                                         goto do_dump_avail;
2143                                 }
2144                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = pa;
2145                                 phys_avail[pa_indx].phys_end = pa + incr;
2146                         }
2147                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2148 do_dump_avail:
2149                         if (dump_avail[da_indx].phys_end == pa) {
2150                                 dump_avail[da_indx].phys_end += incr;
2151                         } else {
2152                                 ++da_indx;
2153                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2154                                         --da_indx;
2155                                         goto do_next;
2156                                 }
2157                                 dump_avail[da_indx].phys_beg = pa;
2158                                 dump_avail[da_indx].phys_end = pa + incr;
2159                         }
2160 do_next:
2161                         if (full)
2162                                 break;
2163                 }
2164         }
2165         *pte = 0;
2166         cpu_invltlb();
2167         cpu_mfence();
2168
2169         /*
2170          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2171          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2172          * calculation, etc.).
2173          */
2174         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2175
2176         while (phys_avail[pa_indx].phys_beg + PHYSMAP_ALIGN + msgbuf_size >=
2177                phys_avail[pa_indx].phys_end) {
2178                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx].phys_end -
2179                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg);
2180                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = 0;
2181                 phys_avail[pa_indx].phys_end = 0;
2182                 --pa_indx;
2183         }
2184
2185         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx].phys_end);
2186
2187         /* Trim off space for the message buffer. */
2188         phys_avail[pa_indx].phys_end -= msgbuf_size;
2189
2190         avail_end = phys_avail[pa_indx].phys_end;
2191
2192         /* Map the message buffer. */
2193         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2194                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2195         }
2196         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2197         if (have_efi_framebuffer)
2198                 efi_fb_init_vaddr(1);
2199 }
2200
2201 struct machintr_abi MachIntrABI;
2202
2203 /*
2204  * IDT VECTORS:
2205  *      0       Divide by zero
2206  *      1       Debug
2207  *      2       NMI
2208  *      3       BreakPoint
2209  *      4       OverFlow
2210  *      5       Bound-Range
2211  *      6       Invalid OpCode
2212  *      7       Device Not Available (x87)
2213  *      8       Double-Fault
2214  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2215  *      10      Invalid-TSS
2216  *      11      Segment not present
2217  *      12      Stack
2218  *      13      General Protection
2219  *      14      Page Fault
2220  *      15      Reserved
2221  *      16      x87 FP Exception pending
2222  *      17      Alignment Check
2223  *      18      Machine Check
2224  *      19      SIMD floating point
2225  *      20-31   reserved
2226  *      32-255  INTn/external sources
2227  */
2228 u_int64_t
2229 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2230 {
2231         caddr_t kmdp;
2232         int gsel_tss, x, cpu;
2233 #if 0 /* JG */
2234         int metadata_missing, off;
2235 #endif
2236         struct mdglobaldata *gd;
2237         u_int64_t msr;
2238
2239         /*
2240          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2241          */
2242         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2243         bzero(gd, sizeof(*gd));
2244
2245         /*
2246          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2247          * early in the boot sequence because the system assumes
2248          * that 'curthread' is never NULL.
2249          */
2250
2251         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2252         thread0.td_gd = &gd->mi;
2253
2254         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2255
2256 #if 0 /* JG */
2257         metadata_missing = 0;
2258         if (bootinfo.bi_modulep) {
2259                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2260                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2261         } else {
2262                 metadata_missing = 1;
2263         }
2264         if (bootinfo.bi_envp)
2265                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2266 #endif
2267
2268         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2269         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2270         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2271         if (kmdp == NULL)
2272                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2273         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2274         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2275 #ifdef DDB
2276         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2277         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2278 #endif
2279         efi_systbl_phys = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_FW_HANDLE, vm_paddr_t);
2280
2281         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2282                 bootverbose++;
2283
2284         /*
2285          * Default MachIntrABI to ICU
2286          */
2287         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2288
2289         /*
2290          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2291          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2292          */
2293         ncpus = 1;
2294         ncpus2 = 1;
2295         ncpus_fit = 1;
2296         /* Init basic tunables, hz etc */
2297         init_param1();
2298
2299         /*
2300          * make gdt memory segments
2301          */
2302         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2303                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2304
2305         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2306
2307         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2308                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2309                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2310         }
2311         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2312             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2313
2314         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2315         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2316         lgdt(&r_gdt);
2317
2318         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2319         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2320         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2321
2322         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2323         cpu_gdinit(gd, 0);
2324         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2325         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2326         safepri = TDPRI_MAX;
2327
2328         /* spinlocks and the BGL */
2329         init_locks();
2330
2331         /* exceptions */
2332         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2333                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2334         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2335         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2336         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2337         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2338         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2339         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2340         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2341         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2342         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2343         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2344         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2345         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2346         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2347         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2348         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2349         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2350         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2351         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2352         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2353
2354         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2355                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2356                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2357         }
2358
2359         lidt(&r_idt_arr[0]);
2360
2361         /*
2362          * Initialize the console before we print anything out.
2363          */
2364         cninit();
2365
2366 #if 0 /* JG */
2367         if (metadata_missing)
2368                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2369 #endif
2370
2371 #if     NISA >0
2372         elcr_probe();
2373         isa_defaultirq();
2374 #endif
2375         rand_initialize();
2376
2377         /*
2378          * Initialize IRQ mapping
2379          *
2380          * NOTE:
2381          * SHOULD be after elcr_probe()
2382          */
2383         MachIntrABI_ICU.initmap();
2384         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2385
2386 #ifdef DDB
2387         kdb_init();
2388         if (boothowto & RB_KDB)
2389                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2390 #endif
2391
2392 #if 0 /* JG */
2393         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2394         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2395         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2396 #endif
2397         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2398         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2399
2400         /*
2401          * On modern Intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2402          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2403          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2404          *
2405          * On modern AMD cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2406          * significant power management only when using ACPI halt mode.
2407          *
2408          * On older AMD or Intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2409          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2410          * too long longer.
2411          */
2412         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2413             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2414                 cpu_idle_hlt = 1;
2415         }
2416         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD) {
2417                 if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x17) {
2418                         /* Ryzen or later */
2419                         cpu_idle_hlt = 3;
2420                 } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {
2421                         /* Bobcat or later */
2422                         cpu_idle_hlt = 3;
2423                 }
2424         }
2425
2426         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2427         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2428         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2429         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2430
2431         /*
2432          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2433          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2434          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2435          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2436          *
2437          * NOTE:
2438          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2439          * 'cpu_feature2'
2440          */
2441         if (ioapic_enable < 0) {
2442                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2443                         ioapic_enable = 0;
2444                 else
2445                         ioapic_enable = 1;
2446         }
2447
2448         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2449         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2450                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2451                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2452         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2453         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2454
2455         /* double fault stack */
2456         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2457                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2458                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2459
2460         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2461         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2462
2463         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2464         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2465         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2466         ltr(gsel_tss);
2467
2468         /* Set up the fast syscall stuff */
2469         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2470         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2471         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2472         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2473         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2474               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2475         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2476         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2477
2478         getmemsize(kmdp, physfree);
2479         init_param2(physmem);
2480
2481         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2482
2483         /* Map the message buffer. */
2484 #if 0 /* JG */
2485         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2486                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2487 #endif
2488
2489         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2490
2491
2492         /* transfer to user mode */
2493
2494         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2495         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2496         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2497
2498         load_ds(_udatasel);
2499         load_es(_udatasel);
2500         load_fs(_udatasel);
2501
2502         /* setup proc 0's pcb */
2503         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2504         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2505         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2506         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2507
2508         /* Location of kernel stack for locore */
2509         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2510 }
2511
2512 /*
2513  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2514  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2515  * data space were allocated in locore.
2516  *
2517  * Note: the idlethread's cpl is 0
2518  *
2519  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2520  */
2521 void
2522 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2523 {
2524         if (cpu)
2525                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2526
2527         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2528                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2529                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2530                         0, &gd->mi);
2531         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2532         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2533         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2534         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2535 }
2536
2537 /*
2538  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2539  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2540  * checking CPU_prvspace[*].
2541  */
2542 int
2543 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2544 {
2545 #if 0
2546         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2547             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2548                 return (TRUE);
2549         }
2550 #endif
2551         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2552                 return (TRUE);
2553         return (FALSE);
2554 }
2555
2556 struct globaldata *
2557 globaldata_find(int cpu)
2558 {
2559         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2560         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2561 }
2562
2563 /*
2564  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2565  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2566  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2567  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2568  */
2569 int
2570 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2571 {
2572         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2573                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2574         else
2575                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2576         return (0);
2577 }
2578
2579 int
2580 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2581 {
2582         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2583         return (0);
2584 }
2585
2586 int
2587 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2588 {
2589         struct trapframe *tp;
2590
2591         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2592                 return EINVAL;
2593         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2594         return (0);
2595 }
2596
2597 int
2598 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2599 {
2600         struct trapframe *tp;
2601
2602         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2603         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2604             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2605                 return (EINVAL);
2606         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2607         clear_quickret();
2608         return (0);
2609 }
2610
2611 static void
2612 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2613 {
2614         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2615         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2616         int i;
2617
2618         /* FPU control/status */
2619         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2620         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2621         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2622         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2623         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2624         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2625         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2626         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2627
2628         /* FPU registers */
2629         for (i = 0; i < 8; ++i)
2630                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2631 }
2632
2633 static void
2634 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2635 {
2636         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2637         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2638         int i;
2639
2640         /* FPU control/status */
2641         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2642         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2643         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2644         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2645         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2646         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2647         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2648         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2649
2650         /* FPU registers */
2651         for (i = 0; i < 8; ++i)
2652                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2653 }
2654
2655 int
2656 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2657 {
2658         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2659                 return EINVAL;
2660         if (cpu_fxsr) {
2661                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2662                                 (struct save87 *)fpregs);
2663                 return (0);
2664         }
2665         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2666         return (0);
2667 }
2668
2669 int
2670 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2671 {
2672         if (cpu_fxsr) {
2673                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2674                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2675                 return (0);
2676         }
2677         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2678         return (0);
2679 }
2680
2681 int
2682 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2683 {
2684         struct pcb *pcb;
2685
2686         if (lp == NULL) {
2687                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2688                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2689                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2690                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2691                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2692                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2693                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2694                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2695                 return (0);
2696         }
2697         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2698                 return EINVAL;
2699         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2700         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2701         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2702         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2703         dbregs->dr[4] = 0;
2704         dbregs->dr[5] = 0;
2705         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2706         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2707         return (0);
2708 }
2709
2710 int
2711 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2712 {
2713         if (lp == NULL) {
2714                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2715                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2716                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2717                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2718                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2719                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2720                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2721                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2722         } else {
2723                 struct pcb *pcb;
2724                 struct ucred *ucred;
2725                 int i;
2726                 uint64_t mask1, mask2;
2727
2728                 /*
2729                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2730                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2731                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2732                  * TRCTRAP.
2733                  */
2734                 /* JG this loop looks unreadable */
2735                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2736                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2737                  */
2738                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2739                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2740                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2741                  * carried to decide if it is safe and useful to
2742                  * provide access to that capability
2743                  */
2744                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2745                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2746                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2747                                 return (EINVAL);
2748
2749                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2750                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2751
2752                 /*
2753                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2754                  * process's address space.  If a process could do this, it
2755                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2756                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2757                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2758                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2759                  * uid 0.
2760                  *
2761                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2762                  * address space is written into from within the kernel
2763                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2764                  * from within kernel mode?
2765                  */
2766
2767                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2768                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2769                                 /* dr0 is enabled */
2770                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2771                                         return (EINVAL);
2772                         }
2773
2774                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2775                                 /* dr1 is enabled */
2776                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2777                                         return (EINVAL);
2778                         }
2779
2780                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2781                                 /* dr2 is enabled */
2782                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2783                                         return (EINVAL);
2784                         }
2785
2786                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2787                                 /* dr3 is enabled */
2788                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2789                                         return (EINVAL);
2790                         }
2791                 }
2792
2793                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2794                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2795                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2796                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2797                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2798                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2799
2800                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2801         }
2802
2803         return (0);
2804 }
2805
2806 /*
2807  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2808  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2809  */
2810 int
2811 user_dbreg_trap(void)
2812 {
2813         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2814         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2815         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2816         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2817         int i;
2818
2819         dr7 = rdr7();
2820         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2821                 /*
2822                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2823                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2824                  * hardware debug registers
2825                  */
2826                 return 0;
2827         }
2828
2829         nbp = 0;
2830         dr6 = rdr6();
2831         bp = dr6 & 0xf;
2832
2833         if (bp == 0) {
2834                 /*
2835                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2836                  * trap was not caused by any of the debug registers
2837                  */
2838                 return 0;
2839         }
2840
2841         /*
2842          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2843          * which ones and if any of them are user space addresses
2844          */
2845
2846         if (bp & 0x01) {
2847                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2848         }
2849         if (bp & 0x02) {
2850                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2851         }
2852         if (bp & 0x04) {
2853                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2854         }
2855         if (bp & 0x08) {
2856                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2857         }
2858
2859         for (i=0; i<nbp; i++) {
2860                 if (addr[i] <
2861                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2862                         /*
2863                          * addr[i] is in user space
2864                          */
2865                         return nbp;
2866                 }
2867         }
2868
2869         /*
2870          * None of the breakpoints are in user space.
2871          */
2872         return 0;
2873 }
2874
2875
2876 #ifndef DDB
2877 void
2878 Debugger(const char *msg)
2879 {
2880         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2881 }
2882 #endif /* no DDB */
2883
2884 #ifdef DDB
2885
2886 /*
2887  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2888  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2889  * called inside DDB.
2890  *
2891  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2892  */
2893
2894 #undef inb
2895 #undef outb
2896
2897 /* silence compiler warnings */
2898 u_char inb(u_int);
2899 void outb(u_int, u_char);
2900
2901 u_char
2902 inb(u_int port)
2903 {
2904         u_char  data;
2905         /*
2906          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2907          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2908          * if we tell it to load (u_short) port.
2909          */
2910         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2911         return (data);
2912 }
2913
2914 void
2915 outb(u_int port, u_char data)
2916 {
2917         u_char  al;
2918         /*
2919          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2920          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2921          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2922          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2923          */
2924         al = data;
2925         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2926 }
2927
2928 #endif /* DDB */
2929
2930
2931
2932 /*
2933  * initialize all the SMP locks
2934  */
2935
2936 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2937 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2938
2939 /* lock region used by kernel profiling */
2940 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2941
2942 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2943 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2944
2945 /* lock regions around the clock hardware */
2946 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2947
2948 static void
2949 init_locks(void)
2950 {
2951         /*
2952          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2953          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2954          */
2955         cpu_get_initial_mplock();
2956         /* DEPRECATED */
2957         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2958         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2959         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2960         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2961
2962         /* our token pool needs to work early */
2963         lwkt_token_pool_init();
2964 }
2965
2966 boolean_t
2967 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2968 {
2969         int cx_idx, sub;
2970
2971         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2972         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2973                 return FALSE;
2974
2975         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2976         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2977                 return FALSE;
2978
2979         return TRUE;
2980 }
2981
2982 void
2983 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2984 {
2985         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2986 }
2987
2988 void
2989 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2990 {
2991         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2992 }
2993
2994 static int
2995 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2996 {
2997         int old_cx_idx, sub = 0;
2998
2999         if (hint >= 0) {
3000                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
3001                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3002         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
3003                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3004         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
3005                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3006         } else {
3007                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
3008         }
3009
3010         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3011                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
3012         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
3013                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
3014         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
3015                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
3016         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
3017             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
3018                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
3019         else
3020                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
3021
3022         return old_cx_idx;
3023 }
3024
3025 static int
3026 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
3027 {
3028         int cx_idx, sub, hint;
3029         char *ptr, *start;
3030
3031         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
3032                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
3033                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
3034                 goto done;
3035         }
3036         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
3037                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
3038                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
3039                 goto done;
3040         }
3041
3042         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
3043                 return -1;
3044         start = &name[1];
3045         ptr = NULL;
3046
3047         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
3048         if (ptr == start || *ptr != '/')
3049                 return -1;
3050         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3051                 return -1;
3052
3053         start = ptr + 1;
3054         ptr = NULL;
3055
3056         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3057         if (*ptr != '\0')
3058                 return -1;
3059         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3060                 return -1;
3061
3062         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3063 done:
3064         *hint0 = hint;
3065         return cx_idx;
3066 }
3067
3068 static int
3069 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3070 {
3071         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3072                 return EOPNOTSUPP;
3073         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3074                 int error;
3075
3076                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3077                 if (error)
3078                         return error;
3079         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3080                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3081         }
3082         return 0;
3083 }
3084
3085 static int
3086 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3087     boolean_t allow_auto)
3088 {
3089         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3090         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3091
3092         hint = *hint0;
3093         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3094             allow_auto);
3095
3096         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3097         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3098                 return error;
3099
3100         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3101                 return EOPNOTSUPP;
3102
3103         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3104         if (cx_idx < 0)
3105                 return EINVAL;
3106
3107         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3108         if (error)
3109                 return error;
3110
3111         *hint0 = hint;
3112         return 0;
3113 }
3114
3115 static int
3116 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3117 {
3118         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3119         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3120
3121         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3122
3123         hint = stat->hint;
3124         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3125
3126         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3127         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3128         if (cx_idx < 0)
3129                 return EINVAL;
3130
3131         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3132         if (error)
3133                 return error;
3134
3135         stat->hint = hint;
3136         return 0;
3137 }
3138
3139 static int
3140 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3141 {
3142         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3143         int error, cx_idx, cpu;
3144         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3145
3146         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3147
3148         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3149         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3150                 return error;
3151
3152         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3153                 return EOPNOTSUPP;
3154
3155         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3156         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3157
3158         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3159         if (cx_idx < 0)
3160                 return EINVAL;
3161
3162         /* Change per-cpu CX configuration */
3163         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3164                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3165                 if (error)
3166                         return error;
3167         }
3168
3169         cpu_mwait_halt_global = hint;
3170         return 0;
3171 }
3172
3173 static int
3174 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3175 {
3176         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3177         int error;
3178
3179         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3180             &stat->hint, TRUE);
3181         return error;
3182 }
3183
3184 static int
3185 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3186 {
3187         int error;
3188
3189         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3190             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3191         return error;
3192 }
3193
3194 /*
3195  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3196  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3197  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3198  *
3199  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3200  */
3201 #if 0
3202 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3203 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3204 #endif
3205
3206 void
3207 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3208 {
3209 #if 0
3210         globaldata_t gd = mycpu;
3211         int cpu = gd->gd_cpuid;
3212         char buf[64];
3213         short *gptr;
3214         int i;
3215
3216         if (cpu <= 20) {
3217                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3218                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3219                 ++gptr;
3220
3221                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3222                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3223                     gd->gd_infomsg);
3224                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3225                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3226                 }
3227         }
3228 #if 0
3229         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3230                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3231                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3232         }
3233         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3234         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3235                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3236                         gd->gd_cpuid);
3237         }
3238         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3239                 int delta;
3240                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3241                         delta = saveticks[i] - ticks;
3242                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3243                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3244                                       gd->gd_cpuid, i);
3245                         }
3246                 }
3247         }
3248 #endif
3249 #endif
3250 }