Merge branch 'vendor/TNFTP'
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_compat.h"
46 #include "opt_cpu.h"
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_directio.h"
49 #include "opt_inet.h"
50 #include "opt_msgbuf.h"
51 #include "opt_swap.h"
52
53 #include <sys/param.h>
54 #include <sys/systm.h>
55 #include <sys/sysproto.h>
56 #include <sys/signalvar.h>
57 #include <sys/kernel.h>
58 #include <sys/linker.h>
59 #include <sys/malloc.h>
60 #include <sys/proc.h>
61 #include <sys/priv.h>
62 #include <sys/buf.h>
63 #include <sys/reboot.h>
64 #include <sys/mbuf.h>
65 #include <sys/msgbuf.h>
66 #include <sys/sysent.h>
67 #include <sys/sysctl.h>
68 #include <sys/vmmeter.h>
69 #include <sys/bus.h>
70 #include <sys/usched.h>
71 #include <sys/reg.h>
72 #include <sys/sbuf.h>
73 #include <sys/ctype.h>
74 #include <sys/serialize.h>
75 #include <sys/systimer.h>
76
77 #include <vm/vm.h>
78 #include <vm/vm_param.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_object.h>
82 #include <vm/vm_page.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_pager.h>
85 #include <vm/vm_extern.h>
86
87 #include <sys/thread2.h>
88 #include <sys/mplock2.h>
89 #include <sys/mutex2.h>
90
91 #include <sys/user.h>
92 #include <sys/exec.h>
93 #include <sys/cons.h>
94
95 #include <ddb/ddb.h>
96
97 #include <machine/cpu.h>
98 #include <machine/clock.h>
99 #include <machine/specialreg.h>
100 #if 0 /* JG */
101 #include <machine/bootinfo.h>
102 #endif
103 #include <machine/md_var.h>
104 #include <machine/metadata.h>
105 #include <machine/pc/bios.h>
106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
108 #include <machine/smp.h>
109 #ifdef PERFMON
110 #include <machine/perfmon.h>
111 #endif
112 #include <machine/cputypes.h>
113 #include <machine/intr_machdep.h>
114
115 #ifdef OLD_BUS_ARCH
116 #include <bus/isa/isa_device.h>
117 #endif
118 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
119 #include <bus/isa/rtc.h>
120 #include <sys/random.h>
121 #include <sys/ptrace.h>
122 #include <machine/sigframe.h>
123
124 #include <sys/machintr.h>
125 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
126 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
127 #include <machine_base/apic/lapic.h>
128 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
129 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
130 #include <machine/mptable.h>
131
132 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
133
134 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
135
136 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
137 extern void identify_cpu(void);
138 #if 0 /* JG */
139 extern void finishidentcpu(void);
140 #endif
141 extern void panicifcpuunsupported(void);
142
143 static void cpu_startup(void *);
144 static void pic_finish(void *);
145 static void cpu_finish(void *);
146
147 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
148 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
149 #ifdef DIRECTIO
150 extern void ffs_rawread_setup(void);
151 #endif /* DIRECTIO */
152 static void init_locks(void);
153
154 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
155 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
156 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
157
158 #ifdef DDB
159 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
160 #endif
161
162 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
163 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
164
165 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
166 u_long  atdevbase;
167 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
168
169 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
170
171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
172 extern int swtch_optim_stats;
173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
177 #endif
178 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
179         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
181     "monitor/mwait target state");
182
183 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
184         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
185          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
186
187 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
188
189 #define CPU_MWAIT_C1            1
190 #define CPU_MWAIT_C2            2
191 #define CPU_MWAIT_C3            3
192 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
193
194 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
195 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
196
197 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
198 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
199
200 struct cpu_mwait_cx {
201         int                     subcnt;
202         char                    name[4];
203         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
204         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
205 };
206 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
207 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
208
209 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
210 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
211 static int                      *cpu_mwait_hints;
212
213 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
214 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
215
216 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
217
218 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
219 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
220 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
221
222 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
223 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
224
225 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
226                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
227                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
228
229 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
230     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
231 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 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
302
303 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
304 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
305
306 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
307 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
308 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
309
310 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
311 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
312 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
313 static struct trapframe proc0_tf;
314
315 static void
316 cpu_startup(void *dummy)
317 {
318         caddr_t v;
319         vm_size_t size = 0;
320         vm_offset_t firstaddr;
321
322         /*
323          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
324          */
325         kprintf("%s", version);
326         startrtclock();
327         printcpuinfo();
328         panicifcpuunsupported();
329 #ifdef PERFMON
330         perfmon_init();
331 #endif
332         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
333                 (intmax_t)Realmem,
334                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
335         /*
336          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
337          */
338         if (bootverbose) {
339                 int indx;
340
341                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
342                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
343                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
344
345                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
346                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
347                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
348                                 (intmax_t)size1,
349                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
350                 }
351         }
352
353         /*
354          * Allocate space for system data structures.
355          * The first available kernel virtual address is in "v".
356          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
357          * As pages of memory are allocated and cleared,
358          * "firstaddr" is incremented.
359          * An index into the kernel page table corresponding to the
360          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
361          */
362
363         /*
364          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
365          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
366          * addresses to the various data structures.
367          */
368         firstaddr = 0;
369 again:
370         v = (caddr_t)firstaddr;
371
372 #define valloc(name, type, num) \
373             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
374 #define valloclim(name, type, num, lim) \
375             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
376
377         /*
378          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
379          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
380          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
381          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
382          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
383          * maxbcache bytes.
384          *
385          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
386          */
387         if (nbuf == 0) {
388                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
389                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
390
391                 nbuf = 50;
392                 if (kbytes > 4096)
393                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
394                 if (kbytes > 65536)
395                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
396                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
397                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
398         }
399
400         /*
401          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
402          * kernel_map.
403          */
404         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
405                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
406                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
407                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
408                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
409         }
410
411         /*
412          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
413          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
414          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
415          * can prevent the system from paging properly.
416          */
417         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
418                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
419                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
420         }
421
422         /*
423          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
424          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
425          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
426          */
427         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
428                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
429                        sizeof(struct buf) / 2;
430                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
431                         "considerations", nbuf);
432         }
433
434         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
435 #ifdef NSWBUF_MIN
436         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
437                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
438 #endif
439 #ifdef DIRECTIO
440         ffs_rawread_setup();
441 #endif
442
443         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
444         valloc(buf, struct buf, nbuf);
445
446         /*
447          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
448          */
449         if (firstaddr == 0) {
450                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
451                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
452                 if (firstaddr == 0)
453                         panic("startup: no room for tables");
454                 goto again;
455         }
456
457         /*
458          * End of second pass, addresses have been assigned
459          *
460          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
461          *
462          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
463          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
464          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
465          */
466         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
467                 panic("startup: table size inconsistency");
468
469         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
470                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
471                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
472         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
473                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
474         buffer_map.system_map = 1;
475         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
476                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
477         pager_map.system_map = 1;
478         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
479                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
480                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
481                 1024 / 1024);
482 }
483
484 struct cpu_idle_stat {
485         int     hint;
486         int     reserved;
487         u_long  halt;
488         u_long  spin;
489         u_long  repeat;
490         u_long  repeat_last;
491         u_long  repeat_delta;
492         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
493 } __cachealign;
494
495 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
496 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
497
498 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
499
500 static int
501 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
502 {
503         int idx = arg2, cpu, error;
504         u_long val = 0;
505
506         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
507                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
508                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
509         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
510                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
511                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
512         } else {
513                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
514                     ("invalid index %d", idx));
515                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
516                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
517         }
518
519         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
520         if (error || req->newptr == NULL)
521                 return error;
522
523         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
524                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
525                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
526                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
527         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
528                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
529                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
530                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
531         } else {
532                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
533                     ("invalid index %d", idx));
534                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
535                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
536                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
537         }
538         return 0;
539 }
540
541 static void
542 cpu_mwait_attach(void)
543 {
544         struct sbuf sb;
545         int hint_idx, i;
546
547         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
548                 return;
549
550         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
551             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
552              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
553               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
554                 int bm_sts = 1;
555
556                 /*
557                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
558                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
559                  */
560                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
561
562                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
563                 if (!bm_sts)
564                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
565         }
566
567         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
568             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
569
570         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
571                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
572                 int sub;
573
574                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
575
576                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
577                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
578                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
579                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
580                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
581                         continue;
582
583                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
584                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
585                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
586                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
587                     "sub-state count");
588                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
589                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
590                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
591                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
592
593                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
594                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
595         }
596         sbuf_trim(&sb);
597         sbuf_finish(&sb);
598
599         /*
600          * Non-deep C-states
601          */
602         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
603         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
604                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
605         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
606             M_DEVBUF, M_WAITOK);
607
608         hint_idx = 0;
609         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
610                 int j, subcnt;
611
612                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
613                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
614                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
615                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
616                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
617                         ++hint_idx;
618                 }
619         }
620         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
621             ("mwait hint count %d != index %d",
622              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
623
624         if (bootverbose) {
625                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
626                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
627                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
628
629                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
630                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
631                             hint);
632                 }
633         }
634
635         /*
636          * Deep C-states
637          */
638         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
639                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
640         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
641             M_DEVBUF, M_WAITOK);
642
643         hint_idx = 0;
644         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
645                 int j, subcnt;
646
647                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
648                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
649                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
650                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
651                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
652                         ++hint_idx;
653                 }
654         }
655         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
656             ("mwait deep hint count %d != index %d",
657              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
658
659         if (bootverbose) {
660                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
661                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
662                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
663
664                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
665                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
666                             hint);
667                 }
668         }
669         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
670
671         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
672                 char name[16];
673
674                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
675                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
676                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
677                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
678                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
679         }
680 }
681
682 static void
683 cpu_finish(void *dummy __unused)
684 {
685         cpu_setregs();
686         cpu_mwait_attach();
687 }
688
689 static void
690 pic_finish(void *dummy __unused)
691 {
692         /* Log ELCR information */
693         elcr_dump();
694
695         /* Log MPTABLE information */
696         mptable_pci_int_dump();
697
698         /* Finalize PCI */
699         MachIntrABI.finalize();
700 }
701
702 /*
703  * Send an interrupt to process.
704  *
705  * Stack is set up to allow sigcode stored
706  * at top to call routine, followed by kcall
707  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
708  * resets the signal mask, the stack, and the
709  * frame pointer, it returns to the user
710  * specified pc, psl.
711  */
712 void
713 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
714 {
715         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
716         struct proc *p = lp->lwp_proc;
717         struct trapframe *regs;
718         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
719         struct sigframe sf, *sfp;
720         int oonstack;
721         char *sp;
722
723         regs = lp->lwp_md.md_regs;
724         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
725
726         /* Save user context */
727         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
728         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
729         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
730         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
731         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
732         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
733
734         /* Make the size of the saved context visible to userland */
735         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
736
737         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
738         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
739             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
740                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
741                               sizeof(struct sigframe));
742                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
743         } else {
744                 /* We take red zone into account */
745                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
746         }
747
748         /*
749          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
750          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
751          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
752          * kernel is ok.
753          *
754          * The problem though is if userland winds up trying to use the
755          * context directly.
756          */
757         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
758
759         /* Translate the signal is appropriate */
760         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
761                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
762                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
763         }
764
765         /*
766          * Build the argument list for the signal handler.
767          *
768          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
769          */
770         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
771         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
772
773         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
774                 /*
775                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
776                  *
777                  * action(signo, siginfo, ucontext)
778                  */
779                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
780                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
781                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
782
783                 /* fill siginfo structure */
784                 sf.sf_si.si_signo = sig;
785                 sf.sf_si.si_code = code;
786                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
787         } else {
788                 /*
789                  * Old FreeBSD-style arguments.
790                  *
791                  * handler (signo, code, [uc], addr)
792                  */
793                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
794                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
795                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
796         }
797
798         /*
799          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
800          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
801          * eflags.
802          */
803 #if 0 /* JG */
804         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
805                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
806                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
807
808                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
809                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
810                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
811                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
812
813                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
814                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
815                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
816                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
817
818                 /*
819                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
820                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
821                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
822                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
823                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
824                  */
825                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
826         }
827 #endif
828
829         /*
830          * Save the FPU state and reinit the FP unit
831          */
832         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
833
834         /*
835          * Copy the sigframe out to the user's stack.
836          */
837         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
838                 /*
839                  * Something is wrong with the stack pointer.
840                  * ...Kill the process.
841                  */
842                 sigexit(lp, SIGILL);
843         }
844
845         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
846         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
847
848         /*
849          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
850          * on function entry
851          */
852         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
853
854         /*
855          * 64 bit mode has a code and stack selector but
856          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
857          * stored in-context.
858          */
859         regs->tf_cs = _ucodesel;
860         regs->tf_ss = _udatasel;
861         clear_quickret();
862 }
863
864 /*
865  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
866  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
867  * issue.
868  *
869  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
870  * bad idea?
871  */
872 int
873 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
874 {
875         frame->tf_cs = _ucodesel;
876         frame->tf_ss = _udatasel;
877         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
878         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
879         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
880
881         return(0);
882 }
883
884 /*
885  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
886  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
887  */
888 int
889 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
890 {
891         return(0);
892 }
893
894 /*
895  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
896  *
897  * System call to cleanup state after a signal
898  * has been taken.  Reset signal mask and
899  * stack state from context left by sendsig (above).
900  * Return to previous pc and psl as specified by
901  * context left by sendsig. Check carefully to
902  * make sure that the user has not modified the
903  * state to gain improper privileges.
904  *
905  * MPSAFE
906  */
907 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
908 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
909
910 int
911 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
912 {
913         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
914         struct trapframe *regs;
915         ucontext_t uc;
916         ucontext_t *ucp;
917         register_t rflags;
918         int cs;
919         int error;
920
921         /*
922          * We have to copy the information into kernel space so userland
923          * can't modify it while we are sniffing it.
924          */
925         regs = lp->lwp_md.md_regs;
926         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
927         if (error)
928                 return (error);
929         ucp = &uc;
930         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
931
932         /* VM (8086) mode not supported */
933         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
934
935 #if 0 /* JG */
936         if (eflags & PSL_VM) {
937                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
938                 struct vm86_kernel *vm86;
939
940                 /*
941                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
942                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
943                  */
944                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
945                         return (EINVAL);
946                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
947                 if (vm86->vm86_inited == 0)
948                         return (EINVAL);
949
950                 /* go back to user mode if both flags are set */
951                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
952                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
953
954                 if (vm86->vm86_has_vme) {
955                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
956                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
957                 } else {
958                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
959                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
960                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
961                 }
962                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
963                 tf->tf_eflags = eflags;
964                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
965                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
966                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
967                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
968                 tf->tf_ds = _udatasel;
969                 tf->tf_es = _udatasel;
970                 tf->tf_fs = _udatasel;
971                 tf->tf_gs = _udatasel;
972         } else
973 #endif
974         {
975                 /*
976                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
977                  */
978                 /*
979                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
980                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
981                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
982                  * the signal context during signal handling and there is no
983                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
984                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
985                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
986                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
987                  */
988                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
989                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
990                         return(EINVAL);
991                 }
992
993                 /*
994                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
995                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
996                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
997                  */
998                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
999                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1000                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1001                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1002                         return(EINVAL);
1003                 }
1004                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1005         }
1006
1007         /*
1008          * Restore the FPU state from the frame
1009          */
1010         crit_enter();
1011         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1012
1013         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1014                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1015         else
1016                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1017
1018         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1019         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1020         clear_quickret();
1021         crit_exit();
1022         return(EJUSTRETURN);
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Machine dependent boot() routine
1027  *
1028  * I haven't seen anything to put here yet
1029  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1030  */
1031 void
1032 cpu_boot(int howto)
1033 {
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Shutdown the CPU as much as possible
1038  */
1039 void
1040 cpu_halt(void)
1041 {
1042         for (;;)
1043                 __asm__ __volatile("hlt");
1044 }
1045
1046 /*
1047  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1048  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1049  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1050  *
1051  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1052  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1053  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
1054  * critical section.
1055  *
1056  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1057  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1058  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1059  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1060  *
1061  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1062  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1063  *
1064  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1065  */
1066 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1067 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1068     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1069 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1070     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1071
1072 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1073     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1074 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1075     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1076
1077 static void
1078 cpu_idle_default_hook(void)
1079 {
1080         /*
1081          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1082          * following the sti.
1083          */
1084         __asm __volatile("sti; hlt");
1085 }
1086
1087 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1088 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1089
1090 static __inline int
1091 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1092 {
1093         int hint, cx_idx;
1094         u_int idx;
1095
1096         hint = stat->hint;
1097         if (hint >= 0)
1098                 goto done;
1099
1100         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1101             cpu_mwait_repeat_shift;
1102         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1103                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1104                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1105         }
1106         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1107                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1108                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1109                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1110         } else {
1111                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1112                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1113                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1114         }
1115 done:
1116         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1117         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1118                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1119         return hint;
1120 }
1121
1122 void
1123 cpu_idle(void)
1124 {
1125         globaldata_t gd = mycpu;
1126         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1127         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1128         int reqflags;
1129         int quick;
1130
1131         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1132
1133         crit_exit();
1134         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1135
1136         for (;;) {
1137                 /*
1138                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1139                  */
1140                 lwkt_switch();
1141
1142                 /*
1143                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1144                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1145                  * splz() does the job.
1146                  *
1147                  * cpu_idle_hlt:
1148                  *      0       Never halt, just spin
1149                  *
1150                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1151                  *
1152                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1153                  *              cpus.
1154                  *
1155                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1156                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1157                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1158                  *
1159                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1160                  *              Intel cpus.
1161                  *
1162                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1163                  *              eats the least amount of power but the cpu
1164                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1165                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1166                  *
1167                  *      4       Always use HLT.
1168                  *
1169                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1170                  *       section.
1171                  *
1172                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1173                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1174                  *       it overflows.
1175                  */
1176                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1177                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1178                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1179                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1180                         stat->repeat_last = 0;
1181                         stat->repeat_delta = 0;
1182                 }
1183                 ++stat->repeat_last;
1184
1185                 ++gd->gd_idle_repeat;
1186                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1187                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1188                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1189                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1190
1191                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1192                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1193                         splz(); /* XXX */
1194                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1195                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1196                         stat->halt++;
1197                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1198                         __asm __volatile("cli");
1199                         splz();
1200                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1201                                 if (quick)
1202                                         cpu_idle_default_hook();
1203                                 else
1204                                         cpu_idle_hook();
1205                         }
1206                         __asm __volatile("sti");
1207                         stat->halt++;
1208                 } else {
1209                         splz();
1210                         __asm __volatile("sti");
1211                         stat->spin++;
1212                 }
1213         }
1214 }
1215
1216 /*
1217  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1218  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1219  * we let it spin.
1220  */
1221 void
1222 cpu_spinlock_contested(void)
1223 {
1224         cpu_pause();
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Clear registers on exec
1229  */
1230 void
1231 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1232 {
1233         struct thread *td = curthread;
1234         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1235         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1236         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1237
1238         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1239         user_ldt_free(pcb);
1240   
1241         clear_quickret();
1242         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1243         regs->tf_rip = entry;
1244         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1245         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1246         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1247         regs->tf_ss = _udatasel;
1248         regs->tf_cs = _ucodesel;
1249         regs->tf_rbx = ps_strings;
1250
1251         /*
1252          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1253          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1254          */
1255         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1256                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1257                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1258                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1259                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1260                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1261                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1262                 if (pcb == td->td_pcb) {
1263                         /*
1264                          * Clear the debug registers on the running
1265                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1266                          * the next process we switch to.
1267                          */
1268                         reset_dbregs();
1269                 }
1270                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1271         }
1272
1273         /*
1274          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1275          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1276          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1277          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1278          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1279          */
1280         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1281
1282         /*
1283          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1284          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1285          *       may panic in npxdna().
1286          */
1287         crit_enter();
1288         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1289
1290         /*
1291          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1292          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1293          *       code knows what the current MSR values are.
1294          */
1295         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1296         pcb->pcb_gsbase = 0;
1297         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1298         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1299         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1300         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1301
1302         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1303         npxinit();
1304         crit_exit();
1305
1306         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1307         pcb->pcb_es = _udatasel;
1308         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1309         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1310 }
1311
1312 void
1313 cpu_setregs(void)
1314 {
1315         register_t cr0;
1316
1317         cr0 = rcr0();
1318         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1319         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1320         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1321         load_cr0(cr0);
1322         load_gs(_udatasel);
1323 }
1324
1325 static int
1326 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1327 {
1328         int error;
1329         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1330                 req);
1331         if (!error && req->newptr)
1332                 resettodr();
1333         return (error);
1334 }
1335
1336 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1337         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1338
1339 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1340         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1341
1342 #if 0 /* JG */
1343 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1344         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1345 #endif
1346
1347 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1348         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1349
1350 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1351 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1352         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1353
1354 /*
1355  * Initialize 386 and configure to run kernel
1356  */
1357
1358 /*
1359  * Initialize segments & interrupt table
1360  */
1361
1362 int _default_ldt;
1363 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1364 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1365 #if 0 /* JG */
1366 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1367 #endif
1368
1369 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1370 struct region_descriptor r_gdt;
1371 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1372
1373 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1374 void *proc0paddr;
1375 /* JG alignment? */
1376 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1377
1378
1379 /* software prototypes -- in more palatable form */
1380 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1381 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1382 {       0x0,                    /* segment base address  */
1383         0x0,                    /* length */
1384         0,                      /* segment type */
1385         0,                      /* segment descriptor priority level */
1386         0,                      /* segment descriptor present */
1387         0,                      /* long */
1388         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1389         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1390 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1391 {       0x0,                    /* segment base address  */
1392         0xfffff,                /* length - all address space */
1393         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1394         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1395         1,                      /* segment descriptor present */
1396         1,                      /* long */
1397         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1398         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1399 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1400 {       0x0,                    /* segment base address  */
1401         0xfffff,                /* length - all address space */
1402         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1403         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1404         1,                      /* segment descriptor present */
1405         1,                      /* long */
1406         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1407         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1408 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1409 {       0x0,                    /* segment base address  */
1410         0xfffff,                /* length - all address space */
1411         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1412         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1413         1,                      /* segment descriptor present */
1414         0,                      /* long */
1415         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1416         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1417 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1418 {       0x0,                    /* segment base address  */
1419         0xfffff,                /* length - all address space */
1420         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1421         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1422         1,                      /* segment descriptor present */
1423         0,                      /* long */
1424         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1425         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1426 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1427 {       0x0,                    /* segment base address  */
1428         0xfffff,                /* length - all address space */
1429         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1430         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1431         1,                      /* segment descriptor present */
1432         1,                      /* long */
1433         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1434         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1435 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1436 {
1437         0x0,                    /* segment base address */
1438         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1439         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1440         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1441         1,                      /* segment descriptor present */
1442         0,                      /* long */
1443         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1444         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1445 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1446 {       0x0,                    /* segment base address  */
1447         0x0,                    /* length */
1448         0,                      /* segment type */
1449         0,                      /* segment descriptor priority level */
1450         0,                      /* segment descriptor present */
1451         0,                      /* long */
1452         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1453         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1454 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1455 {       0x0,                    /* segment base address  */
1456         0xfffff,                /* length - all address space */
1457         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1458         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1459         1,                      /* segment descriptor present */
1460         0,                      /* long */
1461         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1462         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1463 };
1464
1465 void
1466 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1467 {
1468         int cpu;
1469
1470         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1471                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1472
1473                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1474                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1475                 ip->gd_ist = ist;
1476                 ip->gd_xx = 0;
1477                 ip->gd_type = typ;
1478                 ip->gd_dpl = dpl;
1479                 ip->gd_p = 1;
1480                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1481         }
1482 }
1483
1484 void
1485 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1486 {
1487         struct gate_descriptor *ip;
1488
1489         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1490
1491         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1492         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1493         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1494         ip->gd_ist = ist;
1495         ip->gd_xx = 0;
1496         ip->gd_type = typ;
1497         ip->gd_dpl = dpl;
1498         ip->gd_p = 1;
1499         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1500 }
1501
1502 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1503
1504 extern inthand_t
1505         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1506         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1507         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1508         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1509         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1510         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1511
1512 void
1513 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1514 {
1515         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1516         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1517         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1518         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1519         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1520         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1521         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1522 }
1523
1524 void
1525 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1526 {
1527
1528         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1529         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1530         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1531         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1532         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1533         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1534         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1535         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1536         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1537         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1538 }
1539
1540 void
1541 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1542     struct system_segment_descriptor *sd)
1543 {
1544
1545         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1546         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1547         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1548         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1549         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1550         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1551         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1552         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1557  * available physical memory in the system, then test this memory and
1558  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1559  *
1560  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1561  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1562  *
1563  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1564  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1565  *
1566  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1567  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1568  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1569  *
1570  * XXX first should be vm_paddr_t.
1571  */
1572
1573 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1574 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1575         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1576         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1577         u_int32_t smapsize;
1578
1579 static void
1580 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1581 {
1582         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1583         int i, j;
1584         vm_paddr_t pa;
1585         vm_paddr_t msgbuf_size;
1586         u_long physmem_tunable;
1587         pt_entry_t *pte;
1588         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1589
1590         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1591         physmap_idx = 0;
1592
1593         /*
1594          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1595          *
1596          * subr_module.c says:
1597          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1598          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1599          */
1600         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1601             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1602         if (smapbase == NULL)
1603                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1604
1605         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1606         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1607
1608         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1609                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1610                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1611                             smap->type, smap->base, smap->length);
1612
1613                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1614                         continue;
1615
1616                 if (smap->length == 0)
1617                         continue;
1618
1619                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1620                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1621                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1622                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1623                                                 "memory region, ignoring "
1624                                                 "second region\n");
1625                                 }
1626                                 break;
1627                         }
1628                 }
1629                 if (i <= physmap_idx)
1630                         continue;
1631
1632                 Realmem += smap->length;
1633
1634                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1635                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1636                         continue;
1637                 }
1638
1639                 physmap_idx += 2;
1640                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1641                         kprintf("Too many segments in the physical "
1642                                 "address map, giving up\n");
1643                         break;
1644                 }
1645                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1646                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1647         }
1648
1649         base_memory = physmap[1] / 1024;
1650         /* make hole for AP bootstrap code */
1651         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1652
1653         /* Save EBDA address, if any */
1654         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1655         ebda_addr <<= 4;
1656
1657         /*
1658          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1659          * highest page of the physical address space.  It should be
1660          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1661          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1662          */
1663         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1664
1665 #ifdef MAXMEM
1666         Maxmem = MAXMEM / 4;
1667 #endif
1668
1669         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1670                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1671
1672         /*
1673          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1674          * in the system.
1675          */
1676         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1677                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1678
1679         /*
1680          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1681          */
1682         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1683                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1684                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1685         }
1686
1687         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1688             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1689                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1690         }
1691
1692         /*
1693          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1694          *
1695          * Mask off page 0.
1696          */
1697         pmap_bootstrap(&first);
1698         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1699
1700         /*
1701          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1702          * exceeding Maxmem.
1703          */
1704         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1705                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1706                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1707                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1708                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1709                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1710
1711                 physmap[j] = physmap[i];
1712                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1713
1714                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1715                         j += 2;
1716         }
1717         physmap_idx = j - 2;
1718
1719         /*
1720          * Align anything else used in the validation loop.
1721          */
1722         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1723
1724         /*
1725          * Size up each available chunk of physical memory.
1726          */
1727         pa_indx = 0;
1728         da_indx = 1;
1729         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1730         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1731         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1732         pte = CMAP1;
1733
1734         /*
1735          * Get dcons buffer address
1736          */
1737         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1738             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1739                 dcons_addr = 0;
1740
1741         /*
1742          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1743          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1744          * of PAGE_SIZE.
1745          */
1746         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1747                 vm_paddr_t end;
1748
1749                 end = physmap[i + 1];
1750
1751                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1752                         int tmp, page_bad, full;
1753                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1754
1755                         full = FALSE;
1756                         /*
1757                          * block out kernel memory as not available.
1758                          */
1759                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1760                                 goto do_dump_avail;
1761
1762                         /*
1763                          * block out dcons buffer
1764                          */
1765                         if (dcons_addr > 0
1766                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1767                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1768                                 goto do_dump_avail;
1769                         }
1770
1771                         page_bad = FALSE;
1772
1773                         /*
1774                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1775                          */
1776                         *pte = pa |
1777                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1778                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1779                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1780                         cpu_invltlb();
1781
1782                         tmp = *ptr;
1783                         /*
1784                          * Test for alternating 1's and 0's
1785                          */
1786                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1787                         cpu_mfence();
1788                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1789                                 page_bad = TRUE;
1790                         /*
1791                          * Test for alternating 0's and 1's
1792                          */
1793                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1794                         cpu_mfence();
1795                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1796                                 page_bad = TRUE;
1797                         /*
1798                          * Test for all 1's
1799                          */
1800                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1801                         cpu_mfence();
1802                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1803                                 page_bad = TRUE;
1804                         /*
1805                          * Test for all 0's
1806                          */
1807                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1808                         cpu_mfence();
1809                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1810                                 page_bad = TRUE;
1811                         /*
1812                          * Restore original value.
1813                          */
1814                         *ptr = tmp;
1815
1816                         /*
1817                          * Adjust array of valid/good pages.
1818                          */
1819                         if (page_bad == TRUE)
1820                                 continue;
1821                         /*
1822                          * If this good page is a continuation of the
1823                          * previous set of good pages, then just increase
1824                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1825                          * Note that "end" points one higher than end,
1826                          * making the range >= start and < end.
1827                          * If we're also doing a speculative memory
1828                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1829                          * so that we keep going. The first bad page
1830                          * will terminate the loop.
1831                          */
1832                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1833                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1834                         } else {
1835                                 pa_indx++;
1836                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1837                                         kprintf(
1838                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1839                                         pa_indx--;
1840                                         full = TRUE;
1841                                         goto do_dump_avail;
1842                                 }
1843                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1844                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1845                         }
1846                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1847 do_dump_avail:
1848                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1849                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1850                         } else {
1851                                 da_indx++;
1852                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1853                                         da_indx--;
1854                                         goto do_next;
1855                                 }
1856                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1857                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1858                         }
1859 do_next:
1860                         if (full)
1861                                 break;
1862                 }
1863         }
1864         *pte = 0;
1865         cpu_invltlb();
1866
1867         /*
1868          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1869          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1870          * calculation, etc.).
1871          */
1872         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1873
1874         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1875                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1876                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1877                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1878                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1879         }
1880
1881         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1882
1883         /* Trim off space for the message buffer. */
1884         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1885
1886         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1887
1888         /* Map the message buffer. */
1889         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1890                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1891                             phys_avail[pa_indx] + off);
1892         }
1893 }
1894
1895 struct machintr_abi MachIntrABI;
1896
1897 /*
1898  * IDT VECTORS:
1899  *      0       Divide by zero
1900  *      1       Debug
1901  *      2       NMI
1902  *      3       BreakPoint
1903  *      4       OverFlow
1904  *      5       Bound-Range
1905  *      6       Invalid OpCode
1906  *      7       Device Not Available (x87)
1907  *      8       Double-Fault
1908  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1909  *      10      Invalid-TSS
1910  *      11      Segment not present
1911  *      12      Stack
1912  *      13      General Protection
1913  *      14      Page Fault
1914  *      15      Reserved
1915  *      16      x87 FP Exception pending
1916  *      17      Alignment Check
1917  *      18      Machine Check
1918  *      19      SIMD floating point
1919  *      20-31   reserved
1920  *      32-255  INTn/external sources
1921  */
1922 u_int64_t
1923 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1924 {
1925         caddr_t kmdp;
1926         int gsel_tss, x, cpu;
1927 #if 0 /* JG */
1928         int metadata_missing, off;
1929 #endif
1930         struct mdglobaldata *gd;
1931         u_int64_t msr;
1932
1933         /*
1934          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1935          */
1936         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
1937         bzero(gd, sizeof(*gd));
1938
1939         /*
1940          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1941          * early in the boot sequence because the system assumes
1942          * that 'curthread' is never NULL.
1943          */
1944
1945         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1946         thread0.td_gd = &gd->mi;
1947
1948         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1949
1950 #if 0 /* JG */
1951         metadata_missing = 0;
1952         if (bootinfo.bi_modulep) {
1953                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1954                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1955         } else {
1956                 metadata_missing = 1;
1957         }
1958         if (bootinfo.bi_envp)
1959                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1960 #endif
1961
1962         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1963         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1964         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1965         if (kmdp == NULL)
1966                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1967         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1968         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1969 #ifdef DDB
1970         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1971         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1972 #endif
1973
1974         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1975                 bootverbose++;
1976
1977         /*
1978          * Default MachIntrABI to ICU
1979          */
1980         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1981
1982         /*
1983          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1984          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1985          */
1986         ncpus = 1;
1987         ncpus2 = 1;
1988         ncpus_fit = 1;
1989         /* Init basic tunables, hz etc */
1990         init_param1();
1991
1992         /*
1993          * make gdt memory segments
1994          */
1995         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1996                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
1997
1998         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
1999
2000         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2001                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2002                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2003         }
2004         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2005             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2006
2007         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2008         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2009         lgdt(&r_gdt);
2010
2011         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2012         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2013         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2014
2015         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2016         cpu_gdinit(gd, 0);
2017         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2018         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2019         safepri = TDPRI_MAX;
2020
2021         /* spinlocks and the BGL */
2022         init_locks();
2023
2024         /* exceptions */
2025         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2026                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2027         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2028         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2029         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2030         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2031         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2032         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2033         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2034         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2035         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2036         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2037         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2038         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2039         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2040         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2041         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2042         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2043         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2044         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2045         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2046
2047         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2048                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2049                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2050         }
2051
2052         lidt(&r_idt_arr[0]);
2053
2054         /*
2055          * Initialize the console before we print anything out.
2056          */
2057         cninit();
2058
2059 #if 0 /* JG */
2060         if (metadata_missing)
2061                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2062 #endif
2063
2064 #if     NISA >0
2065         elcr_probe();
2066         isa_defaultirq();
2067 #endif
2068         rand_initialize();
2069
2070         /*
2071          * Initialize IRQ mapping
2072          *
2073          * NOTE:
2074          * SHOULD be after elcr_probe()
2075          */
2076         MachIntrABI_ICU.initmap();
2077         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2078
2079 #ifdef DDB
2080         kdb_init();
2081         if (boothowto & RB_KDB)
2082                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2083 #endif
2084
2085 #if 0 /* JG */
2086         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2087         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2088         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2089 #endif
2090         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2091         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2092
2093         /*
2094          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2095          * becaue the cpu does significant power management in HLT
2096          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2097          *
2098          * On modern amd cpus or on any older amd or intel cpu,
2099          * cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI is needed to reduce power
2100          * consumption.
2101          */
2102         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2103             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2104                 cpu_idle_hlt = 1;
2105         }
2106
2107         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2108         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2109         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2110         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2111
2112         /*
2113          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2114          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2115          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2116          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2117          *
2118          * NOTE:
2119          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2120          * 'cpu_feature2'
2121          */
2122         if (ioapic_enable < 0) {
2123                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2124                         ioapic_enable = 0;
2125                 else
2126                         ioapic_enable = 1;
2127         }
2128
2129         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2130         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2131                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2132                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2133         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2134         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2135
2136         /* double fault stack */
2137         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2138                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2139                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2140
2141         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2142         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2143
2144         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2145         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2146         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2147         ltr(gsel_tss);
2148
2149         /* Set up the fast syscall stuff */
2150         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2151         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2152         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2153         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2154         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2155               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2156         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2157         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2158
2159         getmemsize(kmdp, physfree);
2160         init_param2(physmem);
2161
2162         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2163
2164         /* Map the message buffer. */
2165 #if 0 /* JG */
2166         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2167                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2168 #endif
2169
2170         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2171
2172
2173         /* transfer to user mode */
2174
2175         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2176         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2177         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2178
2179         load_ds(_udatasel);
2180         load_es(_udatasel);
2181         load_fs(_udatasel);
2182
2183         /* setup proc 0's pcb */
2184         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2185         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2186         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2187         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2188
2189         /* Location of kernel stack for locore */
2190         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2195  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2196  * data space were allocated in locore.
2197  *
2198  * Note: the idlethread's cpl is 0
2199  *
2200  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2201  */
2202 void
2203 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2204 {
2205         if (cpu)
2206                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2207
2208         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
2209                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
2210                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
2211                         0, &gd->mi);
2212         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2213         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2214         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2215         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2216 }
2217
2218 /*
2219  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2220  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2221  * checking CPU_prvspace[*].
2222  */
2223 int
2224 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2225 {
2226 #if 0
2227         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2228             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2229                 return (TRUE);
2230         }
2231 #endif
2232         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2233                 return (TRUE);
2234         return (FALSE);
2235 }
2236
2237 struct globaldata *
2238 globaldata_find(int cpu)
2239 {
2240         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2241         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2242 }
2243
2244 /*
2245  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2246  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2247  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2248  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2249  */
2250 int
2251 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2252 {
2253         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2254                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2255         else
2256                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2257         return (0);
2258 }
2259
2260 int
2261 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2262 {
2263         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2264         return (0);
2265 }
2266
2267 int
2268 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2269 {
2270         struct trapframe *tp;
2271
2272         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2273                 return EINVAL;
2274         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2275         return (0);
2276 }
2277
2278 int
2279 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2280 {
2281         struct trapframe *tp;
2282
2283         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2284         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2285             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2286                 return (EINVAL);
2287         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2288         clear_quickret();
2289         return (0);
2290 }
2291
2292 static void
2293 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2294 {
2295         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2296         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2297         int i;
2298
2299         /* FPU control/status */
2300         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2301         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2302         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2303         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2304         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2305         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2306         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2307         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2308
2309         /* FPU registers */
2310         for (i = 0; i < 8; ++i)
2311                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2312 }
2313
2314 static void
2315 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2316 {
2317         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2318         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2319         int i;
2320
2321         /* FPU control/status */
2322         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2323         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2324         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2325         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2326         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2327         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2328         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2329         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2330
2331         /* FPU registers */
2332         for (i = 0; i < 8; ++i)
2333                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2334 }
2335
2336 int
2337 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2338 {
2339         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2340                 return EINVAL;
2341         if (cpu_fxsr) {
2342                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2343                                 (struct save87 *)fpregs);
2344                 return (0);
2345         }
2346         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2347         return (0);
2348 }
2349
2350 int
2351 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2352 {
2353         if (cpu_fxsr) {
2354                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2355                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2356                 return (0);
2357         }
2358         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2359         return (0);
2360 }
2361
2362 int
2363 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2364 {
2365         struct pcb *pcb;
2366
2367         if (lp == NULL) {
2368                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2369                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2370                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2371                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2372                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2373                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2374                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2375                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2376                 return (0);
2377         }
2378         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2379                 return EINVAL;
2380         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2381         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2382         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2383         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2384         dbregs->dr[4] = 0;
2385         dbregs->dr[5] = 0;
2386         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2387         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2388         return (0);
2389 }
2390
2391 int
2392 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2393 {
2394         if (lp == NULL) {
2395                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2396                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2397                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2398                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2399                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2400                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2401                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2402                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2403         } else {
2404                 struct pcb *pcb;
2405                 struct ucred *ucred;
2406                 int i;
2407                 uint64_t mask1, mask2;
2408
2409                 /*
2410                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2411                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2412                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2413                  * TRCTRAP.
2414                  */
2415                 /* JG this loop looks unreadable */
2416                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2417                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2418                  */
2419                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2420                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2421                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2422                  * carried to decide if it is safe and useful to
2423                  * provide access to that capability
2424                  */
2425                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2426                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2427                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2428                                 return (EINVAL);
2429                 
2430                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2431                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2432
2433                 /*
2434                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2435                  * process's address space.  If a process could do this, it
2436                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2437                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2438                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2439                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2440                  * uid 0.
2441                  *
2442                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2443                  * address space is written into from within the kernel
2444                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2445                  * from within kernel mode?
2446                  */
2447
2448                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2449                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2450                                 /* dr0 is enabled */
2451                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2452                                         return (EINVAL);
2453                         }
2454
2455                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2456                                 /* dr1 is enabled */
2457                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2458                                         return (EINVAL);
2459                         }
2460
2461                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2462                                 /* dr2 is enabled */
2463                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2464                                         return (EINVAL);
2465                         }
2466
2467                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2468                                 /* dr3 is enabled */
2469                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2470                                         return (EINVAL);
2471                         }
2472                 }
2473
2474                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2475                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2476                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2477                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2478                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2479                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2480
2481                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2482         }
2483
2484         return (0);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2489  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2490  */
2491 int
2492 user_dbreg_trap(void)
2493 {
2494         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2495         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2496         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2497         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2498         int i;
2499         
2500         dr7 = rdr7();
2501         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2502                 /*
2503                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2504                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2505                  * hardware debug registers
2506                  */
2507                 return 0;
2508         }
2509
2510         nbp = 0;
2511         dr6 = rdr6();
2512         bp = dr6 & 0xf;
2513
2514         if (bp == 0) {
2515                 /*
2516                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2517                  * trap was not caused by any of the debug registers
2518                  */
2519                 return 0;
2520         }
2521
2522         /*
2523          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2524          * which ones and if any of them are user space addresses
2525          */
2526
2527         if (bp & 0x01) {
2528                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2529         }
2530         if (bp & 0x02) {
2531                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2532         }
2533         if (bp & 0x04) {
2534                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2535         }
2536         if (bp & 0x08) {
2537                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2538         }
2539
2540         for (i=0; i<nbp; i++) {
2541                 if (addr[i] <
2542                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2543                         /*
2544                          * addr[i] is in user space
2545                          */
2546                         return nbp;
2547                 }
2548         }
2549
2550         /*
2551          * None of the breakpoints are in user space.
2552          */
2553         return 0;
2554 }
2555
2556
2557 #ifndef DDB
2558 void
2559 Debugger(const char *msg)
2560 {
2561         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2562 }
2563 #endif /* no DDB */
2564
2565 #ifdef DDB
2566
2567 /*
2568  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2569  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2570  * called inside DDB.
2571  *
2572  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2573  */
2574
2575 #undef inb
2576 #undef outb
2577
2578 /* silence compiler warnings */
2579 u_char inb(u_int);
2580 void outb(u_int, u_char);
2581
2582 u_char
2583 inb(u_int port)
2584 {
2585         u_char  data;
2586         /*
2587          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2588          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2589          * if we tell it to load (u_short) port.
2590          */
2591         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2592         return (data);
2593 }
2594
2595 void
2596 outb(u_int port, u_char data)
2597 {
2598         u_char  al;
2599         /*
2600          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2601          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2602          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2603          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2604          */
2605         al = data;
2606         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2607 }
2608
2609 #endif /* DDB */
2610
2611
2612
2613 /*
2614  * initialize all the SMP locks
2615  */
2616
2617 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2618 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2619
2620 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2621 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2622
2623 /* critical region around INTR() routines */
2624 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2625
2626 /* lock region used by kernel profiling */
2627 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2628
2629 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2630 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2631
2632 /* lock regions around the clock hardware */
2633 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2634
2635 static void
2636 init_locks(void)
2637 {
2638         /*
2639          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2640          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2641          */
2642         cpu_get_initial_mplock();
2643         /* DEPRECATED */
2644         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2645         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2646         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2647         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2648         spin_lock_init(&com_spinlock);
2649         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2650
2651         /* our token pool needs to work early */
2652         lwkt_token_pool_init();
2653 }
2654
2655 boolean_t
2656 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2657 {
2658         int cx_idx, sub;
2659
2660         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2661         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2662                 return FALSE;
2663
2664         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2665         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2666                 return FALSE;
2667
2668         return TRUE;
2669 }
2670
2671 void
2672 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2673 {
2674         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2675 }
2676
2677 void
2678 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2679 {
2680         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2681 }
2682
2683 static int
2684 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2685 {
2686         int old_cx_idx, sub = 0;
2687
2688         if (hint >= 0) {
2689                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2690                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2691         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2692                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2693         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2694                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2695         } else {
2696                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2697         }
2698
2699         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2700                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2701         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2702                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2703         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2704                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2705         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2706             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2707                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2708         else
2709                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2710
2711         return old_cx_idx;
2712 }
2713
2714 static int
2715 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2716 {
2717         int cx_idx, sub, hint;
2718         char *ptr, *start;
2719
2720         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2721                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2722                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2723                 goto done;
2724         }
2725         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2726                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2727                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2728                 goto done;
2729         }
2730
2731         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2732                 return -1;
2733         start = &name[1];
2734         ptr = NULL;
2735
2736         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2737         if (ptr == start || *ptr != '/')
2738                 return -1;
2739         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2740                 return -1;
2741
2742         start = ptr + 1;
2743         ptr = NULL;
2744
2745         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2746         if (*ptr != '\0')
2747                 return -1;
2748         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2749                 return -1;
2750
2751         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2752 done:
2753         *hint0 = hint;
2754         return cx_idx;
2755 }
2756
2757 static int
2758 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
2759 {
2760         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2761                 return EOPNOTSUPP;
2762         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2763                 int error;
2764
2765                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2766                 if (error)
2767                         return error;
2768         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2769                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2770         }
2771         return 0;
2772 }
2773
2774 static int
2775 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2776     boolean_t allow_auto)
2777 {
2778         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
2779         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2780
2781         hint = *hint0;
2782         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
2783             allow_auto);
2784
2785         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2786         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2787                 return error;
2788
2789         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2790                 return EOPNOTSUPP;
2791
2792         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
2793         if (cx_idx < 0)
2794                 return EINVAL;
2795
2796         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
2797         if (error)
2798                 return error;
2799
2800         *hint0 = hint;
2801         return 0;
2802 }
2803
2804 static int
2805 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
2806 {
2807         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
2808         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2809
2810         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
2811
2812         hint = stat->hint;
2813         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
2814
2815         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
2816         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
2817         if (cx_idx < 0)
2818                 return EINVAL;
2819
2820         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
2821         if (error)
2822                 return error;
2823
2824         stat->hint = hint;
2825         return 0;
2826 }
2827
2828 static int
2829 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2830 {
2831         int hint = cpu_mwait_halt_global;
2832         int error, cx_idx, cpu;
2833         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2834
2835         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
2836
2837         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2838         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2839                 return error;
2840
2841         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2842                 return EOPNOTSUPP;
2843
2844         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
2845         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
2846
2847         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
2848         if (cx_idx < 0)
2849                 return EINVAL;
2850
2851         /* Change per-cpu CX configuration */
2852         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
2853                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
2854                 if (error)
2855                         return error;
2856         }
2857
2858         cpu_mwait_halt_global = hint;
2859         return 0;
2860 }
2861
2862 static int
2863 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2864 {
2865         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
2866         int error;
2867
2868         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2869             &stat->hint, TRUE);
2870         return error;
2871 }
2872
2873 static int
2874 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2875 {
2876         int error;
2877
2878         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2879             &cpu_mwait_spin, FALSE);
2880         return error;
2881 }