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 <sys/efi.h>
  96
  97 #include <ddb/ddb.h>
  98
  99 #include <machine/cpu.h>
 100 #include <machine/clock.h>
 101 #include <machine/specialreg.h>
 102 #if 0 /* JG */
 103 #include <machine/bootinfo.h>
 104 #endif
 105 #include <machine/md_var.h>
 106 #include <machine/metadata.h>
 107 #include <machine/pc/bios.h>
 108 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 109 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 110 #include <machine/smp.h>
 111 #ifdef PERFMON
 112 #include <machine/perfmon.h>
 113 #endif
 114 #include <machine/cputypes.h>
 115 #include <machine/intr_machdep.h>
 116 #include <machine/framebuffer.h>
 117
 118 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 119 #include <bus/isa/isa_device.h>
 120 #endif
 121 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 122 #include <bus/isa/rtc.h>
 123 #include <sys/random.h>
 124 #include <sys/ptrace.h>
 125 #include <machine/sigframe.h>
 126
 127 #include <sys/machintr.h>
 128 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 129 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 130 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 131 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 132 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 133 #include <machine/mptable.h>
 134
 135 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 136
 137 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 138
 139 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 140 extern void identify_cpu(void);
 141 #if 0 /* JG */
 142 extern void finishidentcpu(void);
 143 #endif
 144 extern void panicifcpuunsupported(void);
 145
 146 static void cpu_startup(void *);
 147 static void pic_finish(void *);
 148 static void cpu_finish(void *);
 149
 150 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 151 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 152 #ifdef DIRECTIO
 153 extern void ffs_rawread_setup(void);
 154 #endif /* DIRECTIO */
 155 static void init_locks(void);
 156
 157 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 158 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 159 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 160
 161 #ifdef DDB
 162 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 163 #endif
 164
 165 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 166 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 167
 168 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 169 u_long  atdevbase;
 170 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 171
 172 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 173
 174 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 175 extern int swtch_optim_stats;
 176 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 177         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 178 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 179         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 180 #endif
 181 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 182         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 183 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 184     "monitor/mwait target state");
 185
 186 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 187         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 188          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 189
 190 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 191
 192 #define CPU_MWAIT_C1            1
 193 #define CPU_MWAIT_C2            2
 194 #define CPU_MWAIT_C3            3
 195 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 196
 197 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 198 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 199
 200 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 201 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 202
 203 struct cpu_mwait_cx {
 204         int                     subcnt;
 205         char                    name[4];
 206         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 207         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 208 };
 209 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 210 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 211
 212 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 213 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 214 static int                      *cpu_mwait_hints;
 215
 216 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 217 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 218
 219 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 220
 221 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 222 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 223 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 224
 225 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 226 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 227
 228 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 229                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 230                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 231
 232 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 233     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 234 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 235     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 236
 237 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 238                     int *, boolean_t);
 239 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 240 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 241 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 242
 243 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 244     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 245 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 246     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 247 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 248     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 249
 250 long physmem = 0;
 251
 252 u_long ebda_addr = 0;
 253
 254 int imcr_present = 0;
 255
 256 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 257
 258 u_int base_memory;
 259 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 260
 261 static int
 262 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 263 {
 264         u_long pmem = ctob(physmem);
 265
 266         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 267         return (error);
 268 }
 269
 270 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 271         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 272
 273 static int
 274 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 275 {
 276         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 277                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 278         return (error);
 279 }
 280
 281 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 282         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 283
 284 static int
 285 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 286 {
 287         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 288                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 289         return (error);
 290 }
 291
 292 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 293         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 294
 295 vm_paddr_t Maxmem;
 296 vm_paddr_t Realmem;
 297
 298 /*
 299  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 300  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 301  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 302  * PHYSSEG entries.
 303  */
 304 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 305
 306 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 307 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 308
 309 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 310 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 311 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 312
 313 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 314 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 315 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 316 static struct trapframe proc0_tf;
 317
 318 static void
 319 cpu_startup(void *dummy)
 320 {
 321         caddr_t v;
 322         vm_size_t size = 0;
 323         vm_offset_t firstaddr;
 324
 325         /*
 326          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 327          */
 328         kprintf("%s", version);
 329         startrtclock();
 330         printcpuinfo();
 331         panicifcpuunsupported();
 332 #ifdef PERFMON
 333         perfmon_init();
 334 #endif
 335         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 336                 (intmax_t)Realmem,
 337                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 338         /*
 339          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 340          */
 341         if (bootverbose) {
 342                 int indx;
 343
 344                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 345                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 346                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 347
 348                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 349                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 350                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 351                                 (intmax_t)size1,
 352                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 353                 }
 354         }
 355
 356         /*
 357          * Allocate space for system data structures.
 358          * The first available kernel virtual address is in "v".
 359          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 360          * As pages of memory are allocated and cleared,
 361          * "firstaddr" is incremented.
 362          * An index into the kernel page table corresponding to the
 363          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 364          */
 365
 366         /*
 367          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 368          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 369          * addresses to the various data structures.
 370          */
 371         firstaddr = 0;
 372 again:
 373         v = (caddr_t)firstaddr;
 374
 375 #define valloc(name, type, num) \
 376             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 377 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 378             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 379
 380         /*
 381          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 382          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 383          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 384          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 385          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 386          * maxbcache bytes.
 387          *
 388          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 389          */
 390         if (nbuf == 0) {
 391                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 392                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 393
 394                 nbuf = 50;
 395                 if (kbytes > 4096)
 396                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 397                 if (kbytes > 65536)
 398                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 399                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 400                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 401         }
 402
 403         /*
 404          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 405          * kernel_map.
 406          */
 407         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 408                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 409                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 410                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 411                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 412         }
 413
 414         /*
 415          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 416          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 417          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 418          * can prevent the system from paging properly.
 419          */
 420         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 421                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 422                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 423         }
 424
 425         /*
 426          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 427          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 428          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 429          */
 430         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 431                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 432                        sizeof(struct buf) / 2;
 433                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 434                         "considerations", nbuf);
 435         }
 436
 437         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 438 #ifdef NSWBUF_MIN
 439         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 440                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 441 #endif
 442 #ifdef DIRECTIO
 443         ffs_rawread_setup();
 444 #endif
 445
 446         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 447         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 448
 449         /*
 450          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 451          */
 452         if (firstaddr == 0) {
 453                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 454                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 455                 if (firstaddr == 0)
 456                         panic("startup: no room for tables");
 457                 goto again;
 458         }
 459
 460         /*
 461          * End of second pass, addresses have been assigned
 462          *
 463          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 464          *
 465          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 466          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 467          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 468          */
 469         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 470                 panic("startup: table size inconsistency");
 471
 472         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 473                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 474                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 475         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 476                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 477         buffer_map.system_map = 1;
 478         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 479                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 480         pager_map.system_map = 1;
 481         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 482                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 483                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 484                 1024 / 1024);
 485 }
 486
 487 struct cpu_idle_stat {
 488         int     hint;
 489         int     reserved;
 490         u_long  halt;
 491         u_long  spin;
 492         u_long  repeat;
 493         u_long  repeat_last;
 494         u_long  repeat_delta;
 495         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 496 } __cachealign;
 497
 498 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 499 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 500
 501 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 502
 503 static int
 504 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 505 {
 506         int idx = arg2, cpu, error;
 507         u_long val = 0;
 508
 509         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 510                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 511                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 512         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 513                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 514                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 515         } else {
 516                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 517                     ("invalid index %d", idx));
 518                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 519                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 520         }
 521
 522         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 523         if (error || req->newptr == NULL)
 524                 return error;
 525
 526         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 527                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 528                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 529                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 530         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 531                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 532                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 533                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 534         } else {
 535                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 536                     ("invalid index %d", idx));
 537                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 538                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 539                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 540         }
 541         return 0;
 542 }
 543
 544 static void
 545 cpu_mwait_attach(void)
 546 {
 547         struct sbuf sb;
 548         int hint_idx, i;
 549
 550         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 551                 return;
 552
 553         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 554             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 555              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 556               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 557                 int bm_sts = 1;
 558
 559                 /*
 560                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 561                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 562                  */
 563                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 564
 565                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 566                 if (!bm_sts)
 567                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 568         }
 569
 570         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 571             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 572
 573         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 574                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 575                 int sub;
 576
 577                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 578
 579                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 580                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 581                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 582                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 583                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 584                         continue;
 585
 586                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 587                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 588                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 589                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 590                     "sub-state count");
 591                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 592                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 593                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 594                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 595
 596                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 597                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 598         }
 599         sbuf_trim(&sb);
 600         sbuf_finish(&sb);
 601
 602         /*
 603          * Non-deep C-states
 604          */
 605         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 606         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 607                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 608         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 609             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 610
 611         hint_idx = 0;
 612         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 613                 int j, subcnt;
 614
 615                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 616                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 617                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 618                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 619                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 620                         ++hint_idx;
 621                 }
 622         }
 623         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 624             ("mwait hint count %d != index %d",
 625              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 626
 627         if (bootverbose) {
 628                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 629                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 630                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 631
 632                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 633                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 634                             hint);
 635                 }
 636         }
 637
 638         /*
 639          * Deep C-states
 640          */
 641         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 642                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 643         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 644             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 645
 646         hint_idx = 0;
 647         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 648                 int j, subcnt;
 649
 650                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 651                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 652                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 653                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 654                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 655                         ++hint_idx;
 656                 }
 657         }
 658         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 659             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 660              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 661
 662         if (bootverbose) {
 663                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 664                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 665                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 666
 667                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 668                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 669                             hint);
 670                 }
 671         }
 672         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 673
 674         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 675                 char name[16];
 676
 677                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 678                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 679                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 680                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 681                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 682         }
 683 }
 684
 685 static void
 686 cpu_finish(void *dummy __unused)
 687 {
 688         cpu_setregs();
 689         cpu_mwait_attach();
 690 }
 691
 692 static void
 693 pic_finish(void *dummy __unused)
 694 {
 695         /* Log ELCR information */
 696         elcr_dump();
 697
 698         /* Log MPTABLE information */
 699         mptable_pci_int_dump();
 700
 701         /* Finalize PCI */
 702         MachIntrABI.finalize();
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Send an interrupt to process.
 707  *
 708  * Stack is set up to allow sigcode stored
 709  * at top to call routine, followed by kcall
 710  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 711  * resets the signal mask, the stack, and the
 712  * frame pointer, it returns to the user
 713  * specified pc, psl.
 714  */
 715 void
 716 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 717 {
 718         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 719         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 720         struct trapframe *regs;
 721         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 722         struct sigframe sf, *sfp;
 723         int oonstack;
 724         char *sp;
 725
 726         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 727         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 728
 729         /* Save user context */
 730         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 731         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 732         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 733         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 734         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 735         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 736
 737         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 738         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 739
 740         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 741         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 742             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 743                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 744                               sizeof(struct sigframe));
 745                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 746         } else {
 747                 /* We take red zone into account */
 748                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 749         }
 750
 751         /*
 752          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 753          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 754          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 755          * kernel is ok.
 756          *
 757          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 758          * context directly.
 759          */
 760         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 761
 762         /* Translate the signal is appropriate */
 763         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 764                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 765                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 766         }
 767
 768         /*
 769          * Build the argument list for the signal handler.
 770          *
 771          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 772          */
 773         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 774         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 775
 776         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 777                 /*
 778                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 779                  *
 780                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 781                  */
 782                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 783                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 784                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 785
 786                 /* fill siginfo structure */
 787                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 788                 sf.sf_si.si_code = code;
 789                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 790         } else {
 791                 /*
 792                  * Old FreeBSD-style arguments.
 793                  *
 794                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 795                  */
 796                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 797                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 798                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 799         }
 800
 801         /*
 802          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 803          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 804          * eflags.
 805          */
 806 #if 0 /* JG */
 807         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 808                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 809                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 810
 811                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 812                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 813                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 814                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 815
 816                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 817                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 818                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 819                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 820
 821                 /*
 822                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 823                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 824                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 825                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 826                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 827                  */
 828                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 829         }
 830 #endif
 831
 832         /*
 833          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 834          */
 835         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 836
 837         /*
 838          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 839          */
 840         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 841                 /*
 842                  * Something is wrong with the stack pointer.
 843                  * ...Kill the process.
 844                  */
 845                 sigexit(lp, SIGILL);
 846         }
 847
 848         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 849         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 850
 851         /*
 852          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 853          * on function entry
 854          */
 855         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 856
 857         /*
 858          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 859          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 860          * stored in-context.
 861          */
 862         regs->tf_cs = _ucodesel;
 863         regs->tf_ss = _udatasel;
 864         clear_quickret();
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 869  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 870  * issue.
 871  *
 872  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 873  * bad idea?
 874  */
 875 int
 876 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 877 {
 878         frame->tf_cs = _ucodesel;
 879         frame->tf_ss = _udatasel;
 880         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 881         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 882         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 883
 884         return(0);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 889  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 890  */
 891 int
 892 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 893 {
 894         return(0);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 899  *
 900  * System call to cleanup state after a signal
 901  * has been taken.  Reset signal mask and
 902  * stack state from context left by sendsig (above).
 903  * Return to previous pc and psl as specified by
 904  * context left by sendsig. Check carefully to
 905  * make sure that the user has not modified the
 906  * state to gain improper privileges.
 907  *
 908  * MPSAFE
 909  */
 910 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 911 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 912
 913 int
 914 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 915 {
 916         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 917         struct trapframe *regs;
 918         ucontext_t uc;
 919         ucontext_t *ucp;
 920         register_t rflags;
 921         int cs;
 922         int error;
 923
 924         /*
 925          * We have to copy the information into kernel space so userland
 926          * can't modify it while we are sniffing it.
 927          */
 928         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 929         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 930         if (error)
 931                 return (error);
 932         ucp = &uc;
 933         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 934
 935         /* VM (8086) mode not supported */
 936         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 937
 938 #if 0 /* JG */
 939         if (eflags & PSL_VM) {
 940                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 941                 struct vm86_kernel *vm86;
 942
 943                 /*
 944                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 945                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 946                  */
 947                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 948                         return (EINVAL);
 949                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 950                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 951                         return (EINVAL);
 952
 953                 /* go back to user mode if both flags are set */
 954                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 955                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 956
 957                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 958                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 959                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 960                 } else {
 961                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 962                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 963                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 964                 }
 965                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 966                 tf->tf_eflags = eflags;
 967                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 968                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 969                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 970                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 971                 tf->tf_ds = _udatasel;
 972                 tf->tf_es = _udatasel;
 973                 tf->tf_fs = _udatasel;
 974                 tf->tf_gs = _udatasel;
 975         } else
 976 #endif
 977         {
 978                 /*
 979                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 980                  */
 981                 /*
 982                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 983                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 984                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 985                  * the signal context during signal handling and there is no
 986                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 987                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 988                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 989                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 990                  */
 991                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 992                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 993                         return(EINVAL);
 994                 }
 995
 996                 /*
 997                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 998                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 999                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1000                  */
1001                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1002                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1003                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1004                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1005                         return(EINVAL);
1006                 }
1007                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1008         }
1009
1010         /*
1011          * Restore the FPU state from the frame
1012          */
1013         crit_enter();
1014         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1015
1016         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1017                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1018         else
1019                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1020
1021         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1022         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1023         clear_quickret();
1024         crit_exit();
1025         return(EJUSTRETURN);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Machine dependent boot() routine
1030  *
1031  * I haven't seen anything to put here yet
1032  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1033  */
1034 void
1035 cpu_boot(int howto)
1036 {
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Shutdown the CPU as much as possible
1041  */
1042 void
1043 cpu_halt(void)
1044 {
1045         for (;;)
1046                 __asm__ __volatile("hlt");
1047 }
1048
1049 /*
1050  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1051  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1052  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1053  *
1054  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1055  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1056  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1057  * critical section.
1058  *
1059  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1060  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1061  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1062  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1063  *
1064  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1065  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1066  *
1067  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1068  */
1069 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1070 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1071     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1072 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1073     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1074
1075 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1076     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1077 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1078     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1079
1080 static void
1081 cpu_idle_default_hook(void)
1082 {
1083         /*
1084          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1085          * following the sti.
1086          */
1087         __asm __volatile("sti; hlt");
1088 }
1089
1090 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1091 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1092
1093 static __inline int
1094 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1095 {
1096         int hint, cx_idx;
1097         u_int idx;
1098
1099         hint = stat->hint;
1100         if (hint >= 0)
1101                 goto done;
1102
1103         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1104             cpu_mwait_repeat_shift;
1105         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1106                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1107                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1108         }
1109         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1110                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1111                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1112                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1113         } else {
1114                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1115                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1116                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1117         }
1118 done:
1119         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1120         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1121                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1122         return hint;
1123 }
1124
1125 void
1126 cpu_idle(void)
1127 {
1128         globaldata_t gd = mycpu;
1129         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1130         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1131         int reqflags;
1132         int quick;
1133
1134         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1135
1136         crit_exit();
1137         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1138
1139         for (;;) {
1140                 /*
1141                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1142                  */
1143                 lwkt_switch();
1144
1145                 /*
1146                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1147                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1148                  * splz() does the job.
1149                  *
1150                  * cpu_idle_hlt:
1151                  *      0       Never halt, just spin
1152                  *
1153                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1154                  *
1155                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1156                  *              cpus.
1157                  *
1158                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1159                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1160                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1161                  *
1162                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1163                  *              Intel cpus.
1164                  *
1165                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1166                  *              eats the least amount of power but the cpu
1167                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1168                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1169                  *
1170                  *      4       Always use HLT.
1171                  *
1172                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1173                  *       section.
1174                  *
1175                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1176                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1177                  *       it overflows.
1178                  */
1179                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1180                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1181                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1182                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1183                         stat->repeat_last = 0;
1184                         stat->repeat_delta = 0;
1185                 }
1186                 ++stat->repeat_last;
1187
1188                 ++gd->gd_idle_repeat;
1189                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1190                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1191                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1192                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1193
1194                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1195                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1196                         splz(); /* XXX */
1197                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1198                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1199                         stat->halt++;
1200                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1201                         __asm __volatile("cli");
1202                         splz();
1203                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1204                                 if (quick)
1205                                         cpu_idle_default_hook();
1206                                 else
1207                                         cpu_idle_hook();
1208                         }
1209                         __asm __volatile("sti");
1210                         stat->halt++;
1211                 } else {
1212                         splz();
1213                         __asm __volatile("sti");
1214                         stat->spin++;
1215                 }
1216         }
1217 }
1218
1219 /*
1220  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1221  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1222  * we let it spin.
1223  */
1224 void
1225 cpu_spinlock_contested(void)
1226 {
1227         cpu_pause();
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Clear registers on exec
1232  */
1233 void
1234 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1235 {
1236         struct thread *td = curthread;
1237         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1238         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1239         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1240
1241         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1242         user_ldt_free(pcb);
1243
1244         clear_quickret();
1245         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1246         regs->tf_rip = entry;
1247         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1248         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1249         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1250         regs->tf_ss = _udatasel;
1251         regs->tf_cs = _ucodesel;
1252         regs->tf_rbx = ps_strings;
1253
1254         /*
1255          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1256          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1257          */
1258         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1259                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1260                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1261                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1262                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1263                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1264                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1265                 if (pcb == td->td_pcb) {
1266                         /*
1267                          * Clear the debug registers on the running
1268                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1269                          * the next process we switch to.
1270                          */
1271                         reset_dbregs();
1272                 }
1273                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1274         }
1275
1276         /*
1277          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1278          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1279          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1280          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1281          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1282          */
1283         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1284
1285         /*
1286          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1287          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1288          *       may panic in npxdna().
1289          */
1290         crit_enter();
1291         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1292
1293         /*
1294          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1295          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1296          *       code knows what the current MSR values are.
1297          */
1298         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1299         pcb->pcb_gsbase = 0;
1300         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1301         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1302         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1303         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1304
1305         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1306         npxinit();
1307         crit_exit();
1308
1309         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1310         pcb->pcb_es = _udatasel;
1311         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1312         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1313 }
1314
1315 void
1316 cpu_setregs(void)
1317 {
1318         register_t cr0;
1319
1320         cr0 = rcr0();
1321         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1322         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1323         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1324         load_cr0(cr0);
1325         load_gs(_udatasel);
1326 }
1327
1328 static int
1329 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1330 {
1331         int error;
1332         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1333                 req);
1334         if (!error && req->newptr)
1335                 resettodr();
1336         return (error);
1337 }
1338
1339 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1340         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1341
1342 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1343         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1344
1345 #if 0 /* JG */
1346 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1347         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1348 #endif
1349
1350 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1351         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1352
1353 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1354 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1355         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1356
1357 /*
1358  * Initialize 386 and configure to run kernel
1359  */
1360
1361 /*
1362  * Initialize segments & interrupt table
1363  */
1364
1365 int _default_ldt;
1366 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1367 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1368 #if 0 /* JG */
1369 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1370 #endif
1371
1372 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1373 struct region_descriptor r_gdt;
1374 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1375
1376 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1377 void *proc0paddr;
1378 /* JG alignment? */
1379 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1380
1381
1382 /* software prototypes -- in more palatable form */
1383 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1384 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1385 {       0x0,                    /* segment base address  */
1386         0x0,                    /* length */
1387         0,                      /* segment type */
1388         0,                      /* segment descriptor priority level */
1389         0,                      /* segment descriptor present */
1390         0,                      /* long */
1391         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1392         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1393 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1394 {       0x0,                    /* segment base address  */
1395         0xfffff,                /* length - all address space */
1396         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1397         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1398         1,                      /* segment descriptor present */
1399         1,                      /* long */
1400         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1401         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1402 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1403 {       0x0,                    /* segment base address  */
1404         0xfffff,                /* length - all address space */
1405         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1406         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1407         1,                      /* segment descriptor present */
1408         1,                      /* long */
1409         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1410         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1411 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1412 {       0x0,                    /* segment base address  */
1413         0xfffff,                /* length - all address space */
1414         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1415         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1416         1,                      /* segment descriptor present */
1417         0,                      /* long */
1418         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1419         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1420 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1421 {       0x0,                    /* segment base address  */
1422         0xfffff,                /* length - all address space */
1423         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1424         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1425         1,                      /* segment descriptor present */
1426         0,                      /* long */
1427         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1428         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1429 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1430 {       0x0,                    /* segment base address  */
1431         0xfffff,                /* length - all address space */
1432         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1433         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1434         1,                      /* segment descriptor present */
1435         1,                      /* long */
1436         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1437         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1438 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1439 {
1440         0x0,                    /* segment base address */
1441         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1442         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1443         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1444         1,                      /* segment descriptor present */
1445         0,                      /* long */
1446         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1447         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1448 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1449 {       0x0,                    /* segment base address  */
1450         0x0,                    /* length */
1451         0,                      /* segment type */
1452         0,                      /* segment descriptor priority level */
1453         0,                      /* segment descriptor present */
1454         0,                      /* long */
1455         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1456         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1457 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1458 {       0x0,                    /* segment base address  */
1459         0xfffff,                /* length - all address space */
1460         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1461         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1462         1,                      /* segment descriptor present */
1463         0,                      /* long */
1464         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1465         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1466 };
1467
1468 void
1469 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1470 {
1471         int cpu;
1472
1473         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1474                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1475
1476                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1477                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1478                 ip->gd_ist = ist;
1479                 ip->gd_xx = 0;
1480                 ip->gd_type = typ;
1481                 ip->gd_dpl = dpl;
1482                 ip->gd_p = 1;
1483                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1484         }
1485 }
1486
1487 void
1488 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1489 {
1490         struct gate_descriptor *ip;
1491
1492         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1493
1494         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1495         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1496         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1497         ip->gd_ist = ist;
1498         ip->gd_xx = 0;
1499         ip->gd_type = typ;
1500         ip->gd_dpl = dpl;
1501         ip->gd_p = 1;
1502         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1503 }
1504
1505 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1506
1507 extern inthand_t
1508         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1509         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1510         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1511         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1512         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1513         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1514
1515 void
1516 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1517 {
1518         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1519         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1520         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1521         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1522         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1523         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1524         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1525 }
1526
1527 void
1528 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1529 {
1530
1531         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1532         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1533         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1534         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1535         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1536         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1537         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1538         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1539         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1540         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1541 }
1542
1543 void
1544 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1545     struct system_segment_descriptor *sd)
1546 {
1547
1548         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1549         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1550         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1551         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1552         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1553         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1554         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1555         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1556 }
1557
1558 /*
1559  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1560  * available physical memory in the system, then test this memory and
1561  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1562  *
1563  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1564  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1565  *
1566  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1567  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1568  *
1569  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1570  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1571  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1572  *
1573  * XXX first should be vm_paddr_t.
1574  */
1575
1576 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1577 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1578         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1579         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1580         struct efi_map_header *efihdrbase;
1581         u_int32_t smapsize;
1582
1583 static void
1584 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1585 {
1586         int i;
1587
1588         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1589         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1590
1591         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1592                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1593                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1594                             smap->type, smap->base, smap->length);
1595
1596                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1597                         continue;
1598
1599                 if (smap->length == 0)
1600                         continue;
1601
1602                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1603                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1604                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1605                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1606                                                 "memory region, ignoring "
1607                                                 "second region\n");
1608                                 }
1609                                 break;
1610                         }
1611                 }
1612                 if (i <= *physmap_idx)
1613                         continue;
1614
1615                 Realmem += smap->length;
1616
1617                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1618                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1619                         continue;
1620                 }
1621
1622                 *physmap_idx += 2;
1623                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1624                         kprintf("Too many segments in the physical "
1625                                 "address map, giving up\n");
1626                         break;
1627                 }
1628                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1629                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1630         }
1631 }
1632
1633 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1634         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1635
1636 static void
1637 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1638 {
1639          struct efi_md *map, *p;
1640          const char *type;
1641          size_t efisz;
1642          int i, ndesc;
1643
1644         static const char *types[] = {
1645                 "Reserved",
1646                 "LoaderCode",
1647                 "LoaderData",
1648                 "BootServicesCode",
1649                 "BootServicesData",
1650                 "RuntimeServicesCode",
1651                 "RuntimeServicesData",
1652                 "ConventionalMemory",
1653                 "UnusableMemory",
1654                 "ACPIReclaimMemory",
1655                 "ACPIMemoryNVS",
1656                 "MemoryMappedIO",
1657                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1658                 "PalCode"
1659          };
1660
1661         /*
1662          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1663          * Boot Services API.
1664          */
1665         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1666         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1667
1668         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1669                 return;
1670         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1671
1672         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1673                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1674                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1675
1676         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1677             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1678                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1679                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1680                                 type = types[p->md_type];
1681                         else
1682                                 type = "<INVALID>";
1683                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1684                             p->md_virt, p->md_pages);
1685                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1686                                 kprintf("UC ");
1687                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1688                                 kprintf("WC ");
1689                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1690                                 kprintf("WT ");
1691                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1692                                 kprintf("WB ");
1693                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1694                                 kprintf("UCE ");
1695                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1696                                 kprintf("WP ");
1697                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1698                                 kprintf("RP ");
1699                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1700                                 kprintf("XP ");
1701                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1702                                 kprintf("RUNTIME");
1703                         kprintf("\n");
1704                 }
1705
1706                 switch (p->md_type) {
1707                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1708                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1709                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1710                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1711                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1712                         /*
1713                          * We're allowed to use any entry with these types.
1714                          */
1715                         break;
1716                 default:
1717                         continue;
1718                 }
1719
1720                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1721
1722                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1723                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1724                         continue;
1725                 }
1726
1727                 *physmap_idx += 2;
1728                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1729                         kprintf("Too many segments in the physical "
1730                                 "address map, giving up\n");
1731                         break;
1732                 }
1733                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1734                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1735          }
1736 }
1737
1738 struct fb_info efi_fb_info;
1739 static int have_efi_framebuffer = 0;
1740
1741 static void
1742 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1743 {
1744         uint64_t sz;
1745         vm_offset_t addr, v;
1746
1747         v = efi_fb_info.vaddr;
1748         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1749
1750         if (direct_map) {
1751                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1752                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1753                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1754         } else {
1755                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1756                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1757         }
1758
1759         if (v == 0 && efi_fb_info.vaddr != 0)
1760                 memset((void *)efi_fb_info.vaddr, 0x77, sz);
1761 }
1762
1763 int
1764 probe_efi_fb(int early)
1765 {
1766         struct efi_fb   *efifb;
1767         caddr_t         kmdp;
1768
1769         if (have_efi_framebuffer) {
1770                 if (!early &&
1771                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1772                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1773                         efi_fb_init_vaddr(0);
1774                 return 0;
1775         }
1776
1777         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1778         if (kmdp == NULL)
1779                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1780         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1781             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1782         if (efifb == NULL)
1783                 return 1;
1784
1785         have_efi_framebuffer = 1;
1786
1787         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1788         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1789         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1790         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1791         efi_fb_info.depth = 32;
1792         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1793         if (early) {
1794                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1795         } else {
1796                 efi_fb_init_vaddr(0);
1797         }
1798         efi_fb_info.restore = NULL;
1799         efi_fb_info.device = NULL;
1800
1801         return 0;
1802 }
1803
1804 static void
1805 efifb_startup(void *arg)
1806 {
1807         probe_efi_fb(0);
1808 }
1809
1810 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1811
1812 static void
1813 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1814 {
1815         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1816         int i, j;
1817         vm_paddr_t pa;
1818         vm_paddr_t msgbuf_size;
1819         u_long physmem_tunable;
1820         pt_entry_t *pte;
1821         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1822
1823         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1824         physmap_idx = 0;
1825
1826         /*
1827          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1828          *
1829          * subr_module.c says:
1830          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1831          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1832          */
1833         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1834             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1835         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1836             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1837         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1838                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1839
1840         if (efihdrbase == NULL)
1841                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1842         else
1843                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1844
1845         base_memory = physmap[1] / 1024;
1846         /* make hole for AP bootstrap code */
1847         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1848
1849         /* Save EBDA address, if any */
1850         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1851         ebda_addr <<= 4;
1852
1853         /*
1854          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1855          * highest page of the physical address space.  It should be
1856          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1857          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1858          */
1859         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1860
1861 #ifdef MAXMEM
1862         Maxmem = MAXMEM / 4;
1863 #endif
1864
1865         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1866                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1867
1868         /*
1869          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1870          * in the system.
1871          */
1872         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1873                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1874
1875         /*
1876          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1877          */
1878         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1879                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1880                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1881         }
1882
1883         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1884             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1885                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1886         }
1887
1888         /*
1889          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1890          *
1891          * Mask off page 0.
1892          */
1893         pmap_bootstrap(&first);
1894         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1895
1896         /*
1897          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1898          * exceeding Maxmem.
1899          */
1900         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1901                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1902                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1903                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1904                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1905                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1906
1907                 physmap[j] = physmap[i];
1908                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1909
1910                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1911                         j += 2;
1912         }
1913         physmap_idx = j - 2;
1914
1915         /*
1916          * Align anything else used in the validation loop.
1917          */
1918         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1919
1920         /*
1921          * Size up each available chunk of physical memory.
1922          */
1923         pa_indx = 0;
1924         da_indx = 1;
1925         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1926         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1927         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1928         pte = CMAP1;
1929
1930         /*
1931          * Get dcons buffer address
1932          */
1933         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1934             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1935                 dcons_addr = 0;
1936
1937         /*
1938          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1939          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1940          * of PAGE_SIZE.
1941          */
1942         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1943                 vm_paddr_t end;
1944
1945                 end = physmap[i + 1];
1946
1947                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1948                         int tmp, page_bad, full;
1949                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1950
1951                         full = FALSE;
1952                         /*
1953                          * block out kernel memory as not available.
1954                          */
1955                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1956                                 goto do_dump_avail;
1957
1958                         /*
1959                          * block out dcons buffer
1960                          */
1961                         if (dcons_addr > 0
1962                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1963                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1964                                 goto do_dump_avail;
1965                         }
1966
1967                         page_bad = FALSE;
1968
1969                         /*
1970                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1971                          */
1972                         *pte = pa |
1973                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1974                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1975                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1976                         cpu_invltlb();
1977
1978                         tmp = *ptr;
1979                         /*
1980                          * Test for alternating 1's and 0's
1981                          */
1982                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1983                         cpu_mfence();
1984                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1985                                 page_bad = TRUE;
1986                         /*
1987                          * Test for alternating 0's and 1's
1988                          */
1989                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1990                         cpu_mfence();
1991                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1992                                 page_bad = TRUE;
1993                         /*
1994                          * Test for all 1's
1995                          */
1996                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1997                         cpu_mfence();
1998                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1999                                 page_bad = TRUE;
2000                         /*
2001                          * Test for all 0's
2002                          */
2003                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
2004                         cpu_mfence();
2005                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
2006                                 page_bad = TRUE;
2007                         /*
2008                          * Restore original value.
2009                          */
2010                         *ptr = tmp;
2011
2012                         /*
2013                          * Adjust array of valid/good pages.
2014                          */
2015                         if (page_bad == TRUE)
2016                                 continue;
2017                         /*
2018                          * If this good page is a continuation of the
2019                          * previous set of good pages, then just increase
2020                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2021                          * Note that "end" points one higher than end,
2022                          * making the range >= start and < end.
2023                          * If we're also doing a speculative memory
2024                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2025                          * so that we keep going. The first bad page
2026                          * will terminate the loop.
2027                          */
2028                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2029                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2030                         } else {
2031                                 pa_indx++;
2032                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2033                                         kprintf(
2034                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2035                                         pa_indx--;
2036                                         full = TRUE;
2037                                         goto do_dump_avail;
2038                                 }
2039                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2040                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2041                         }
2042                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
2043 do_dump_avail:
2044                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2045                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2046                         } else {
2047                                 da_indx++;
2048                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2049                                         da_indx--;
2050                                         goto do_next;
2051                                 }
2052                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2053                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2054                         }
2055 do_next:
2056                         if (full)
2057                                 break;
2058                 }
2059         }
2060         *pte = 0;
2061         cpu_invltlb();
2062
2063         /*
2064          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2065          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2066          * calculation, etc.).
2067          */
2068         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2069
2070         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2071                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2072                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2073                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2074                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2075         }
2076
2077         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2078
2079         /* Trim off space for the message buffer. */
2080         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2081
2082         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2083
2084         /* Map the message buffer. */
2085         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2086                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2087                             phys_avail[pa_indx] + off);
2088         }
2089         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2090         if (have_efi_framebuffer)
2091                 efi_fb_init_vaddr(1);
2092 }
2093
2094 struct machintr_abi MachIntrABI;
2095
2096 /*
2097  * IDT VECTORS:
2098  *      0       Divide by zero
2099  *      1       Debug
2100  *      2       NMI
2101  *      3       BreakPoint
2102  *      4       OverFlow
2103  *      5       Bound-Range
2104  *      6       Invalid OpCode
2105  *      7       Device Not Available (x87)
2106  *      8       Double-Fault
2107  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2108  *      10      Invalid-TSS
2109  *      11      Segment not present
2110  *      12      Stack
2111  *      13      General Protection
2112  *      14      Page Fault
2113  *      15      Reserved
2114  *      16      x87 FP Exception pending
2115  *      17      Alignment Check
2116  *      18      Machine Check
2117  *      19      SIMD floating point
2118  *      20-31   reserved
2119  *      32-255  INTn/external sources
2120  */
2121 u_int64_t
2122 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2123 {
2124         caddr_t kmdp;
2125         int gsel_tss, x, cpu;
2126 #if 0 /* JG */
2127         int metadata_missing, off;
2128 #endif
2129         struct mdglobaldata *gd;
2130         u_int64_t msr;
2131
2132         /*
2133          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2134          */
2135         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2136         bzero(gd, sizeof(*gd));
2137
2138         /*
2139          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2140          * early in the boot sequence because the system assumes
2141          * that 'curthread' is never NULL.
2142          */
2143
2144         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2145         thread0.td_gd = &gd->mi;
2146
2147         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2148
2149 #if 0 /* JG */
2150         metadata_missing = 0;
2151         if (bootinfo.bi_modulep) {
2152                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2153                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2154         } else {
2155                 metadata_missing = 1;
2156         }
2157         if (bootinfo.bi_envp)
2158                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2159 #endif
2160
2161         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2162         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2163         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2164         if (kmdp == NULL)
2165                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2166         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2167         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2168 #ifdef DDB
2169         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2170         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2171 #endif
2172
2173         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2174                 bootverbose++;
2175
2176         /*
2177          * Default MachIntrABI to ICU
2178          */
2179         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2180
2181         /*
2182          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2183          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2184          */
2185         ncpus = 1;
2186         ncpus2 = 1;
2187         ncpus_fit = 1;
2188         /* Init basic tunables, hz etc */
2189         init_param1();
2190
2191         /*
2192          * make gdt memory segments
2193          */
2194         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2195                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2196
2197         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2198
2199         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2200                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2201                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2202         }
2203         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2204             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2205
2206         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2207         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2208         lgdt(&r_gdt);
2209
2210         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2211         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2212         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2213
2214         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2215         cpu_gdinit(gd, 0);
2216         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2217         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2218         safepri = TDPRI_MAX;
2219
2220         /* spinlocks and the BGL */
2221         init_locks();
2222
2223         /* exceptions */
2224         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2225                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2226         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2227         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2228         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2229         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2230         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2231         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2232         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2233         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2234         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2235         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2236         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2237         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2238         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2239         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2240         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2241         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2242         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2243         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2244         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2245
2246         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2247                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2248                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2249         }
2250
2251         lidt(&r_idt_arr[0]);
2252
2253         /*
2254          * Initialize the console before we print anything out.
2255          */
2256         cninit();
2257
2258 #if 0 /* JG */
2259         if (metadata_missing)
2260                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2261 #endif
2262
2263 #if     NISA >0
2264         elcr_probe();
2265         isa_defaultirq();
2266 #endif
2267         rand_initialize();
2268
2269         /*
2270          * Initialize IRQ mapping
2271          *
2272          * NOTE:
2273          * SHOULD be after elcr_probe()
2274          */
2275         MachIntrABI_ICU.initmap();
2276         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2277
2278 #ifdef DDB
2279         kdb_init();
2280         if (boothowto & RB_KDB)
2281                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2282 #endif
2283
2284 #if 0 /* JG */
2285         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2286         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2287         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2288 #endif
2289         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2290         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2291
2292         /*
2293          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2294          * becaue the cpu does significant power management in HLT
2295          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2296          *
2297          * On modern amd cpus or on any older amd or intel cpu,
2298          * cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI is needed to reduce power
2299          * consumption.
2300          */
2301         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2302             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2303                 cpu_idle_hlt = 1;
2304         }
2305
2306         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2307         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2308         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2309         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2310
2311         /*
2312          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2313          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2314          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2315          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2316          *
2317          * NOTE:
2318          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2319          * 'cpu_feature2'
2320          */
2321         if (ioapic_enable < 0) {
2322                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2323                         ioapic_enable = 0;
2324                 else
2325                         ioapic_enable = 1;
2326         }
2327
2328         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2329         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2330                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2331                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2332         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2333         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2334
2335         /* double fault stack */
2336         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2337                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2338                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2339
2340         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2341         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2342
2343         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2344         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2345         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2346         ltr(gsel_tss);
2347
2348         /* Set up the fast syscall stuff */
2349         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2350         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2351         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2352         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2353         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2354               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2355         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2356         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2357
2358         getmemsize(kmdp, physfree);
2359         init_param2(physmem);
2360
2361         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2362
2363         /* Map the message buffer. */
2364 #if 0 /* JG */
2365         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2366                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2367 #endif
2368
2369         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2370
2371
2372         /* transfer to user mode */
2373
2374         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2375         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2376         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2377
2378         load_ds(_udatasel);
2379         load_es(_udatasel);
2380         load_fs(_udatasel);
2381
2382         /* setup proc 0's pcb */
2383         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2384         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2385         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2386         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2387
2388         /* Location of kernel stack for locore */
2389         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2394  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2395  * data space were allocated in locore.
2396  *
2397  * Note: the idlethread's cpl is 0
2398  *
2399  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2400  */
2401 void
2402 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2403 {
2404         if (cpu)
2405                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2406
2407         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2408                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2409                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2410                         0, &gd->mi);
2411         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2412         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2413         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2414         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2419  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2420  * checking CPU_prvspace[*].
2421  */
2422 int
2423 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2424 {
2425 #if 0
2426         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2427             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2428                 return (TRUE);
2429         }
2430 #endif
2431         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2432                 return (TRUE);
2433         return (FALSE);
2434 }
2435
2436 struct globaldata *
2437 globaldata_find(int cpu)
2438 {
2439         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2440         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2441 }
2442
2443 /*
2444  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2445  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2446  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2447  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2448  */
2449 int
2450 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2451 {
2452         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2453                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2454         else
2455                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2456         return (0);
2457 }
2458
2459 int
2460 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2461 {
2462         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2463         return (0);
2464 }
2465
2466 int
2467 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2468 {
2469         struct trapframe *tp;
2470
2471         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2472                 return EINVAL;
2473         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2474         return (0);
2475 }
2476
2477 int
2478 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2479 {
2480         struct trapframe *tp;
2481
2482         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2483         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2484             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2485                 return (EINVAL);
2486         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2487         clear_quickret();
2488         return (0);
2489 }
2490
2491 static void
2492 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2493 {
2494         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2495         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2496         int i;
2497
2498         /* FPU control/status */
2499         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2500         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2501         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2502         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2503         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2504         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2505         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2506         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2507
2508         /* FPU registers */
2509         for (i = 0; i < 8; ++i)
2510                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2511 }
2512
2513 static void
2514 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2515 {
2516         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2517         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2518         int i;
2519
2520         /* FPU control/status */
2521         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2522         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2523         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2524         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2525         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2526         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2527         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2528         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2529
2530         /* FPU registers */
2531         for (i = 0; i < 8; ++i)
2532                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2533 }
2534
2535 int
2536 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2537 {
2538         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2539                 return EINVAL;
2540         if (cpu_fxsr) {
2541                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2542                                 (struct save87 *)fpregs);
2543                 return (0);
2544         }
2545         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2546         return (0);
2547 }
2548
2549 int
2550 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2551 {
2552         if (cpu_fxsr) {
2553                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2554                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2555                 return (0);
2556         }
2557         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2558         return (0);
2559 }
2560
2561 int
2562 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2563 {
2564         struct pcb *pcb;
2565
2566         if (lp == NULL) {
2567                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2568                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2569                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2570                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2571                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2572                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2573                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2574                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2575                 return (0);
2576         }
2577         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2578                 return EINVAL;
2579         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2580         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2581         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2582         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2583         dbregs->dr[4] = 0;
2584         dbregs->dr[5] = 0;
2585         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2586         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2587         return (0);
2588 }
2589
2590 int
2591 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2592 {
2593         if (lp == NULL) {
2594                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2595                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2596                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2597                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2598                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2599                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2600                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2601                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2602         } else {
2603                 struct pcb *pcb;
2604                 struct ucred *ucred;
2605                 int i;
2606                 uint64_t mask1, mask2;
2607
2608                 /*
2609                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2610                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2611                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2612                  * TRCTRAP.
2613                  */
2614                 /* JG this loop looks unreadable */
2615                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2616                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2617                  */
2618                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2619                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2620                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2621                  * carried to decide if it is safe and useful to
2622                  * provide access to that capability
2623                  */
2624                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2625                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2626                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2627                                 return (EINVAL);
2628
2629                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2630                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2631
2632                 /*
2633                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2634                  * process's address space.  If a process could do this, it
2635                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2636                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2637                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2638                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2639                  * uid 0.
2640                  *
2641                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2642                  * address space is written into from within the kernel
2643                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2644                  * from within kernel mode?
2645                  */
2646
2647                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2648                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2649                                 /* dr0 is enabled */
2650                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2651                                         return (EINVAL);
2652                         }
2653
2654                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2655                                 /* dr1 is enabled */
2656                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2657                                         return (EINVAL);
2658                         }
2659
2660                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2661                                 /* dr2 is enabled */
2662                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2663                                         return (EINVAL);
2664                         }
2665
2666                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2667                                 /* dr3 is enabled */
2668                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2669                                         return (EINVAL);
2670                         }
2671                 }
2672
2673                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2674                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2675                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2676                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2677                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2678                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2679
2680                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2681         }
2682
2683         return (0);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2688  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2689  */
2690 int
2691 user_dbreg_trap(void)
2692 {
2693         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2694         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2695         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2696         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2697         int i;
2698
2699         dr7 = rdr7();
2700         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2701                 /*
2702                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2703                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2704                  * hardware debug registers
2705                  */
2706                 return 0;
2707         }
2708
2709         nbp = 0;
2710         dr6 = rdr6();
2711         bp = dr6 & 0xf;
2712
2713         if (bp == 0) {
2714                 /*
2715                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2716                  * trap was not caused by any of the debug registers
2717                  */
2718                 return 0;
2719         }
2720
2721         /*
2722          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2723          * which ones and if any of them are user space addresses
2724          */
2725
2726         if (bp & 0x01) {
2727                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2728         }
2729         if (bp & 0x02) {
2730                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2731         }
2732         if (bp & 0x04) {
2733                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2734         }
2735         if (bp & 0x08) {
2736                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2737         }
2738
2739         for (i=0; i<nbp; i++) {
2740                 if (addr[i] <
2741                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2742                         /*
2743                          * addr[i] is in user space
2744                          */
2745                         return nbp;
2746                 }
2747         }
2748
2749         /*
2750          * None of the breakpoints are in user space.
2751          */
2752         return 0;
2753 }
2754
2755
2756 #ifndef DDB
2757 void
2758 Debugger(const char *msg)
2759 {
2760         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2761 }
2762 #endif /* no DDB */
2763
2764 #ifdef DDB
2765
2766 /*
2767  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2768  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2769  * called inside DDB.
2770  *
2771  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2772  */
2773
2774 #undef inb
2775 #undef outb
2776
2777 /* silence compiler warnings */
2778 u_char inb(u_int);
2779 void outb(u_int, u_char);
2780
2781 u_char
2782 inb(u_int port)
2783 {
2784         u_char  data;
2785         /*
2786          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2787          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2788          * if we tell it to load (u_short) port.
2789          */
2790         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2791         return (data);
2792 }
2793
2794 void
2795 outb(u_int port, u_char data)
2796 {
2797         u_char  al;
2798         /*
2799          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2800          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2801          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2802          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2803          */
2804         al = data;
2805         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2806 }
2807
2808 #endif /* DDB */
2809
2810
2811
2812 /*
2813  * initialize all the SMP locks
2814  */
2815
2816 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2817 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2818
2819 /* lock region used by kernel profiling */
2820 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2821
2822 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2823 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2824
2825 /* lock regions around the clock hardware */
2826 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2827
2828 static void
2829 init_locks(void)
2830 {
2831         /*
2832          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2833          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2834          */
2835         cpu_get_initial_mplock();
2836         /* DEPRECATED */
2837         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2838         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2839         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2840         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2841
2842         /* our token pool needs to work early */
2843         lwkt_token_pool_init();
2844 }
2845
2846 boolean_t
2847 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2848 {
2849         int cx_idx, sub;
2850
2851         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2852         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2853                 return FALSE;
2854
2855         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2856         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2857                 return FALSE;
2858
2859         return TRUE;
2860 }
2861
2862 void
2863 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2864 {
2865         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2866 }
2867
2868 void
2869 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2870 {
2871         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2872 }
2873
2874 static int
2875 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2876 {
2877         int old_cx_idx, sub = 0;
2878
2879         if (hint >= 0) {
2880                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2881                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2882         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2883                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2884         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2885                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2886         } else {
2887                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2888         }
2889
2890         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2891                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2892         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2893                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2894         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2895                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2896         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2897             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2898                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2899         else
2900                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2901
2902         return old_cx_idx;
2903 }
2904
2905 static int
2906 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2907 {
2908         int cx_idx, sub, hint;
2909         char *ptr, *start;
2910
2911         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2912                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2913                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2914                 goto done;
2915         }
2916         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2917                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2918                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2919                 goto done;
2920         }
2921
2922         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2923                 return -1;
2924         start = &name[1];
2925         ptr = NULL;
2926
2927         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2928         if (ptr == start || *ptr != '/')
2929                 return -1;
2930         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2931                 return -1;
2932
2933         start = ptr + 1;
2934         ptr = NULL;
2935
2936         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2937         if (*ptr != '\0')
2938                 return -1;
2939         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2940                 return -1;
2941
2942         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2943 done:
2944         *hint0 = hint;
2945         return cx_idx;
2946 }
2947
2948 static int
2949 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
2950 {
2951         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2952                 return EOPNOTSUPP;
2953         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2954                 int error;
2955
2956                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2957                 if (error)
2958                         return error;
2959         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2960                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2961         }
2962         return 0;
2963 }
2964
2965 static int
2966 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2967     boolean_t allow_auto)
2968 {
2969         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
2970         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2971
2972         hint = *hint0;
2973         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
2974             allow_auto);
2975
2976         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2977         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2978                 return error;
2979
2980         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2981                 return EOPNOTSUPP;
2982
2983         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
2984         if (cx_idx < 0)
2985                 return EINVAL;
2986
2987         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
2988         if (error)
2989                 return error;
2990
2991         *hint0 = hint;
2992         return 0;
2993 }
2994
2995 static int
2996 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
2997 {
2998         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
2999         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3000
3001         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3002
3003         hint = stat->hint;
3004         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3005
3006         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3007         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3008         if (cx_idx < 0)
3009                 return EINVAL;
3010
3011         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3012         if (error)
3013                 return error;
3014
3015         stat->hint = hint;
3016         return 0;
3017 }
3018
3019 static int
3020 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3021 {
3022         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3023         int error, cx_idx, cpu;
3024         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3025
3026         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3027
3028         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3029         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3030                 return error;
3031
3032         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3033                 return EOPNOTSUPP;
3034
3035         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3036         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3037
3038         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3039         if (cx_idx < 0)
3040                 return EINVAL;
3041
3042         /* Change per-cpu CX configuration */
3043         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3044                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3045                 if (error)
3046                         return error;
3047         }
3048
3049         cpu_mwait_halt_global = hint;
3050         return 0;
3051 }
3052
3053 static int
3054 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3055 {
3056         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3057         int error;
3058
3059         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3060             &stat->hint, TRUE);
3061         return error;
3062 }
3063
3064 static int
3065 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3066 {
3067         int error;
3068
3069         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3070             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3071         return error;
3072 }