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 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 158
 159 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 160 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 161 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 162
 163 #ifdef DDB
 164 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 165 #endif
 166
 167 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 168 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 169
 170 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 171 u_long  atdevbase;
 172 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 173 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 174 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 175
 176 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 177
 178 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 179 extern int swtch_optim_stats;
 180 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 181         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 182 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 183         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 184 #endif
 185 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 186         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 187 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 188     "monitor/mwait target state");
 189
 190 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 191         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 192          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 193
 194 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 195
 196 #define CPU_MWAIT_C1            1
 197 #define CPU_MWAIT_C2            2
 198 #define CPU_MWAIT_C3            3
 199 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 200
 201 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 202 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 203
 204 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 205 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 206
 207 struct cpu_mwait_cx {
 208         int                     subcnt;
 209         char                    name[4];
 210         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 211         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 212 };
 213 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 214 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 215
 216 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 217 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 218 static int                      *cpu_mwait_hints;
 219
 220 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 221 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 222
 223 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 224
 225 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 226 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 227 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 228
 229 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 230 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 231
 232 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 233                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 234                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 235
 236 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 237     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 238 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 239     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 240
 241 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 242                     int *, boolean_t);
 243 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 244 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 245 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 246
 247 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 248     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 249 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 250     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 251 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 252     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 253
 254 long physmem = 0;
 255
 256 u_long ebda_addr = 0;
 257
 258 int imcr_present = 0;
 259
 260 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 261
 262 u_int base_memory;
 263 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 264
 265 static int
 266 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 267 {
 268         u_long pmem = ctob(physmem);
 269
 270         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 271         return (error);
 272 }
 273
 274 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 275         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 276
 277 static int
 278 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 279 {
 280         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 281                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 282         return (error);
 283 }
 284
 285 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 286         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 287
 288 static int
 289 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 290 {
 291         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 292                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 293         return (error);
 294 }
 295
 296 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 297         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 298
 299 vm_paddr_t Maxmem;
 300 vm_paddr_t Realmem;
 301
 302 /*
 303  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 304  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 305  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 306  * PHYSSEG entries.
 307  */
 308 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 309
 310 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 311 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 312
 313 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 314 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 315 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 316
 317 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 318 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 319 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 320 static struct trapframe proc0_tf;
 321
 322 static void
 323 cpu_startup(void *dummy)
 324 {
 325         caddr_t v;
 326         vm_size_t size = 0;
 327         vm_offset_t firstaddr;
 328
 329         /*
 330          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 331          */
 332         kprintf("%s", version);
 333         startrtclock();
 334         printcpuinfo();
 335         panicifcpuunsupported();
 336 #ifdef PERFMON
 337         perfmon_init();
 338 #endif
 339         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 340                 (intmax_t)Realmem,
 341                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 342         /*
 343          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 344          */
 345         if (bootverbose) {
 346                 int indx;
 347
 348                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 349                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 350                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 351
 352                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 353                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 354                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 355                                 (intmax_t)size1,
 356                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 357                 }
 358         }
 359
 360         /*
 361          * Allocate space for system data structures.
 362          * The first available kernel virtual address is in "v".
 363          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 364          * As pages of memory are allocated and cleared,
 365          * "firstaddr" is incremented.
 366          * An index into the kernel page table corresponding to the
 367          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 368          */
 369
 370         /*
 371          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 372          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 373          * addresses to the various data structures.
 374          */
 375         firstaddr = 0;
 376 again:
 377         v = (caddr_t)firstaddr;
 378
 379 #define valloc(name, type, num) \
 380             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 381 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 382             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 383
 384         /*
 385          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 386          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 387          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 388          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 389          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 390          * maxbcache bytes.
 391          *
 392          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 393          */
 394         if (nbuf == 0) {
 395                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 396                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 397
 398                 nbuf = 50;
 399                 if (kbytes > 4096)
 400                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 401                 if (kbytes > 65536)
 402                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 403                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 404                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 405         }
 406
 407         /*
 408          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 409          * kernel_map.
 410          */
 411         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 412                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 413                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 414                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 415                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 416         }
 417
 418         /*
 419          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 420          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 421          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 422          * can prevent the system from paging properly.
 423          */
 424         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 425                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 426                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 427         }
 428
 429         /*
 430          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 431          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 432          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 433          */
 434         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 435                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 436                        sizeof(struct buf) / 2;
 437                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 438                         "considerations", nbuf);
 439         }
 440
 441         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 442 #ifdef NSWBUF_MIN
 443         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 444                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 445 #endif
 446 #ifdef DIRECTIO
 447         ffs_rawread_setup();
 448 #endif
 449
 450         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 451         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 452
 453         /*
 454          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 455          */
 456         if (firstaddr == 0) {
 457                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 458                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 459                 if (firstaddr == 0)
 460                         panic("startup: no room for tables");
 461                 goto again;
 462         }
 463
 464         /*
 465          * End of second pass, addresses have been assigned
 466          *
 467          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 468          *
 469          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 470          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 471          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 472          */
 473         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 474                 panic("startup: table size inconsistency");
 475
 476         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 477                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 478                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 479         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 480                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 481         buffer_map.system_map = 1;
 482         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 483                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 484         pager_map.system_map = 1;
 485         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 486                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 487                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 488                 1024 / 1024);
 489 }
 490
 491 struct cpu_idle_stat {
 492         int     hint;
 493         int     reserved;
 494         u_long  halt;
 495         u_long  spin;
 496         u_long  repeat;
 497         u_long  repeat_last;
 498         u_long  repeat_delta;
 499         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 500 } __cachealign;
 501
 502 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 503 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 504
 505 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 506
 507 static int
 508 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 509 {
 510         int idx = arg2, cpu, error;
 511         u_long val = 0;
 512
 513         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 514                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 515                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 516         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 517                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 518                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 519         } else {
 520                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 521                     ("invalid index %d", idx));
 522                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 523                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 524         }
 525
 526         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 527         if (error || req->newptr == NULL)
 528                 return error;
 529
 530         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 531                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 532                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 533                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 534         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 535                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 536                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 537                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 538         } else {
 539                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 540                     ("invalid index %d", idx));
 541                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 542                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 543                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 544         }
 545         return 0;
 546 }
 547
 548 static void
 549 cpu_mwait_attach(void)
 550 {
 551         struct sbuf sb;
 552         int hint_idx, i;
 553
 554         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 555                 return;
 556
 557         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 558             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 559              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 560               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 561                 int bm_sts = 1;
 562
 563                 /*
 564                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 565                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 566                  */
 567                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 568
 569                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 570                 if (!bm_sts)
 571                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 572         }
 573
 574         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 575             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 576
 577         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 578                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 579                 int sub;
 580
 581                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 582
 583                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 584                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 585                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 586                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 587                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 588                         continue;
 589
 590                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 591                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 592                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 593                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 594                     "sub-state count");
 595                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 596                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 597                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 598                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 599
 600                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 601                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 602         }
 603         sbuf_trim(&sb);
 604         sbuf_finish(&sb);
 605
 606         /*
 607          * Non-deep C-states
 608          */
 609         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 610         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 611                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 612         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 613             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 614
 615         hint_idx = 0;
 616         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 617                 int j, subcnt;
 618
 619                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 620                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 621                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 622                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 623                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 624                         ++hint_idx;
 625                 }
 626         }
 627         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 628             ("mwait hint count %d != index %d",
 629              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 630
 631         if (bootverbose) {
 632                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 633                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 634                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 635
 636                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 637                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 638                             hint);
 639                 }
 640         }
 641
 642         /*
 643          * Deep C-states
 644          */
 645         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 646                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 647         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 648             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 649
 650         hint_idx = 0;
 651         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 652                 int j, subcnt;
 653
 654                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 655                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 656                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 657                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 658                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 659                         ++hint_idx;
 660                 }
 661         }
 662         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 663             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 664              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 665
 666         if (bootverbose) {
 667                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 668                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 669                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 670
 671                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 672                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 673                             hint);
 674                 }
 675         }
 676         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 677
 678         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 679                 char name[16];
 680
 681                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 682                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 683                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 684                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 685                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 686         }
 687 }
 688
 689 static void
 690 cpu_finish(void *dummy __unused)
 691 {
 692         cpu_setregs();
 693         cpu_mwait_attach();
 694 }
 695
 696 static void
 697 pic_finish(void *dummy __unused)
 698 {
 699         /* Log ELCR information */
 700         elcr_dump();
 701
 702         /* Log MPTABLE information */
 703         mptable_pci_int_dump();
 704
 705         /* Finalize PCI */
 706         MachIntrABI.finalize();
 707 }
 708
 709 /*
 710  * Send an interrupt to process.
 711  *
 712  * Stack is set up to allow sigcode stored
 713  * at top to call routine, followed by kcall
 714  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 715  * resets the signal mask, the stack, and the
 716  * frame pointer, it returns to the user
 717  * specified pc, psl.
 718  */
 719 void
 720 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 721 {
 722         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 723         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 724         struct trapframe *regs;
 725         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 726         struct sigframe sf, *sfp;
 727         int oonstack;
 728         char *sp;
 729
 730         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 731         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 732
 733         /* Save user context */
 734         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 735         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 736         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 737         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 738         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 739         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 740
 741         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 742         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 743
 744         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 745         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 746             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 747                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 748                               sizeof(struct sigframe));
 749                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 750         } else {
 751                 /* We take red zone into account */
 752                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 753         }
 754
 755         /*
 756          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 757          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 758          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 759          * kernel is ok.
 760          *
 761          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 762          * context directly.
 763          */
 764         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 765
 766         /* Translate the signal is appropriate */
 767         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 768                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 769                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 770         }
 771
 772         /*
 773          * Build the argument list for the signal handler.
 774          *
 775          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 776          */
 777         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 778         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 779
 780         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 781                 /*
 782                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 783                  *
 784                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 785                  */
 786                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 787                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 788                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 789
 790                 /* fill siginfo structure */
 791                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 792                 sf.sf_si.si_code = code;
 793                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 794         } else {
 795                 /*
 796                  * Old FreeBSD-style arguments.
 797                  *
 798                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 799                  */
 800                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 801                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 802                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 803         }
 804
 805         /*
 806          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 807          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 808          * eflags.
 809          */
 810 #if 0 /* JG */
 811         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 812                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 813                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 814
 815                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 816                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 817                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 818                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 819
 820                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 821                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 822                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 823                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 824
 825                 /*
 826                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 827                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 828                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 829                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 830                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 831                  */
 832                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 833         }
 834 #endif
 835
 836         /*
 837          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 838          */
 839         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 840
 841         /*
 842          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 843          */
 844         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 845                 /*
 846                  * Something is wrong with the stack pointer.
 847                  * ...Kill the process.
 848                  */
 849                 sigexit(lp, SIGILL);
 850         }
 851
 852         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 853         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 854
 855         /*
 856          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 857          * on function entry
 858          */
 859         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 860
 861         /*
 862          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 863          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 864          * stored in-context.
 865          */
 866         regs->tf_cs = _ucodesel;
 867         regs->tf_ss = _udatasel;
 868         clear_quickret();
 869 }
 870
 871 /*
 872  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 873  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 874  * issue.
 875  *
 876  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 877  * bad idea?
 878  */
 879 int
 880 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 881 {
 882         frame->tf_cs = _ucodesel;
 883         frame->tf_ss = _udatasel;
 884         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 885         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 886         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 887
 888         return(0);
 889 }
 890
 891 /*
 892  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 893  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 894  */
 895 int
 896 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 897 {
 898         return(0);
 899 }
 900
 901 /*
 902  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 903  *
 904  * System call to cleanup state after a signal
 905  * has been taken.  Reset signal mask and
 906  * stack state from context left by sendsig (above).
 907  * Return to previous pc and psl as specified by
 908  * context left by sendsig. Check carefully to
 909  * make sure that the user has not modified the
 910  * state to gain improper privileges.
 911  *
 912  * MPSAFE
 913  */
 914 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 915 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 916
 917 int
 918 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 919 {
 920         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 921         struct trapframe *regs;
 922         ucontext_t uc;
 923         ucontext_t *ucp;
 924         register_t rflags;
 925         int cs;
 926         int error;
 927
 928         /*
 929          * We have to copy the information into kernel space so userland
 930          * can't modify it while we are sniffing it.
 931          */
 932         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 933         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 934         if (error)
 935                 return (error);
 936         ucp = &uc;
 937         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 938
 939         /* VM (8086) mode not supported */
 940         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 941
 942 #if 0 /* JG */
 943         if (eflags & PSL_VM) {
 944                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 945                 struct vm86_kernel *vm86;
 946
 947                 /*
 948                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 949                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 950                  */
 951                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 952                         return (EINVAL);
 953                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 954                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 955                         return (EINVAL);
 956
 957                 /* go back to user mode if both flags are set */
 958                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 959                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 960
 961                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 962                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 963                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 964                 } else {
 965                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 966                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 967                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 968                 }
 969                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 970                 tf->tf_eflags = eflags;
 971                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 972                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 973                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 974                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 975                 tf->tf_ds = _udatasel;
 976                 tf->tf_es = _udatasel;
 977                 tf->tf_fs = _udatasel;
 978                 tf->tf_gs = _udatasel;
 979         } else
 980 #endif
 981         {
 982                 /*
 983                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 984                  */
 985                 /*
 986                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 987                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 988                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 989                  * the signal context during signal handling and there is no
 990                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 991                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 992                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 993                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 994                  */
 995                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 996                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 997                         return(EINVAL);
 998                 }
 999
1000                 /*
1001                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1002                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1003                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1004                  */
1005                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1006                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1007                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1008                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1009                         return(EINVAL);
1010                 }
1011                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1012         }
1013
1014         /*
1015          * Restore the FPU state from the frame
1016          */
1017         crit_enter();
1018         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1019
1020         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1021                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1022         else
1023                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1024
1025         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1026         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1027         clear_quickret();
1028         crit_exit();
1029         return(EJUSTRETURN);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Machine dependent boot() routine
1034  *
1035  * I haven't seen anything to put here yet
1036  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1037  */
1038 void
1039 cpu_boot(int howto)
1040 {
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Shutdown the CPU as much as possible
1045  */
1046 void
1047 cpu_halt(void)
1048 {
1049         for (;;)
1050                 __asm__ __volatile("hlt");
1051 }
1052
1053 /*
1054  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1055  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1056  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1057  *
1058  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1059  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1060  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1061  * critical section.
1062  *
1063  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1064  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1065  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1066  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1067  *
1068  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1069  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1070  *
1071  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1072  */
1073 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1074 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1075     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1076 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1077     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1078
1079 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1080     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1081 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1082     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1083
1084 static void
1085 cpu_idle_default_hook(void)
1086 {
1087         /*
1088          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1089          * following the sti.
1090          */
1091         __asm __volatile("sti; hlt");
1092 }
1093
1094 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1095 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1096
1097 static __inline int
1098 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1099 {
1100         int hint, cx_idx;
1101         u_int idx;
1102
1103         hint = stat->hint;
1104         if (hint >= 0)
1105                 goto done;
1106
1107         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1108             cpu_mwait_repeat_shift;
1109         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1110                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1111                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1112         }
1113         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1114                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1115                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1116                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1117         } else {
1118                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1119                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1120                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1121         }
1122 done:
1123         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1124         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1125                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1126         return hint;
1127 }
1128
1129 void
1130 cpu_idle(void)
1131 {
1132         globaldata_t gd = mycpu;
1133         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1134         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1135         int reqflags;
1136         int quick;
1137
1138         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1139
1140         crit_exit();
1141         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1142
1143         for (;;) {
1144                 /*
1145                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1146                  */
1147                 lwkt_switch();
1148
1149                 /*
1150                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1151                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1152                  * splz() does the job.
1153                  *
1154                  * cpu_idle_hlt:
1155                  *      0       Never halt, just spin
1156                  *
1157                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1158                  *
1159                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1160                  *              cpus.
1161                  *
1162                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1163                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1164                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1165                  *
1166                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1167                  *              Intel cpus.
1168                  *
1169                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1170                  *              eats the least amount of power but the cpu
1171                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1172                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1173                  *
1174                  *      4       Always use HLT.
1175                  *
1176                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1177                  *       section.
1178                  *
1179                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1180                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1181                  *       it overflows.
1182                  *
1183                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1184                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1185                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1186                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1187                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1188                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1189                  *
1190                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1191                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1192                  * the request.
1193                  */
1194                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1195                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1196                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1197                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1198                         stat->repeat_last = 0;
1199                         stat->repeat_delta = 0;
1200                 }
1201                 ++stat->repeat_last;
1202
1203                 ++gd->gd_idle_repeat;
1204                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1205                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1206                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1207                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1208
1209                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1210                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1211                         splz(); /* XXX */
1212                         crit_enter_gd(gd);
1213                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1214                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1215                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1216                         stat->halt++;
1217                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1218                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1219                                                       gd->gd_cpuid)) {
1220                                 cpu_invltlb();
1221                         }
1222                         crit_exit_gd(gd);
1223                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1224                         __asm __volatile("cli");
1225                         splz();
1226                         crit_enter_gd(gd);
1227                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1228                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1229                                 if (quick)
1230                                         cpu_idle_default_hook();
1231                                 else
1232                                         cpu_idle_hook();
1233                         }
1234                         __asm __volatile("sti");
1235                         stat->halt++;
1236                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1237                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1238                                                       gd->gd_cpuid)) {
1239                                 cpu_invltlb();
1240                         }
1241                         crit_exit_gd(gd);
1242                 } else {
1243                         splz();
1244                         __asm __volatile("sti");
1245                         stat->spin++;
1246                 }
1247         }
1248 }
1249
1250 /*
1251  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1252  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1253  * we let it spin.
1254  */
1255 void
1256 cpu_spinlock_contested(void)
1257 {
1258         cpu_pause();
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Clear registers on exec
1263  */
1264 void
1265 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1266 {
1267         struct thread *td = curthread;
1268         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1269         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1270         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1271
1272         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1273         user_ldt_free(pcb);
1274
1275         clear_quickret();
1276         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1277         regs->tf_rip = entry;
1278         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1279         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1280         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1281         regs->tf_ss = _udatasel;
1282         regs->tf_cs = _ucodesel;
1283         regs->tf_rbx = ps_strings;
1284
1285         /*
1286          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1287          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1288          */
1289         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1290                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1291                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1292                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1293                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1294                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1295                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1296                 if (pcb == td->td_pcb) {
1297                         /*
1298                          * Clear the debug registers on the running
1299                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1300                          * the next process we switch to.
1301                          */
1302                         reset_dbregs();
1303                 }
1304                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1305         }
1306
1307         /*
1308          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1309          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1310          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1311          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1312          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1313          */
1314         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1315
1316         /*
1317          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1318          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1319          *       may panic in npxdna().
1320          */
1321         crit_enter();
1322         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1323
1324         /*
1325          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1326          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1327          *       code knows what the current MSR values are.
1328          */
1329         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1330         pcb->pcb_gsbase = 0;
1331         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1332         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1333         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1334         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1335
1336         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1337         npxinit();
1338         crit_exit();
1339
1340         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1341         pcb->pcb_es = _udatasel;
1342         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1343         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1344 }
1345
1346 void
1347 cpu_setregs(void)
1348 {
1349         register_t cr0;
1350
1351         cr0 = rcr0();
1352         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1353         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1354         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1355         load_cr0(cr0);
1356         load_gs(_udatasel);
1357 }
1358
1359 static int
1360 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1361 {
1362         int error;
1363         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1364                 req);
1365         if (!error && req->newptr)
1366                 resettodr();
1367         return (error);
1368 }
1369
1370 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1371         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1372
1373 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1374         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1375
1376 #if 0 /* JG */
1377 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1378         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1379 #endif
1380
1381 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1382         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1383
1384 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1385 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1386         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1387
1388 /*
1389  * Initialize 386 and configure to run kernel
1390  */
1391
1392 /*
1393  * Initialize segments & interrupt table
1394  */
1395
1396 int _default_ldt;
1397 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1398 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1399 #if 0 /* JG */
1400 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1401 #endif
1402
1403 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1404 struct region_descriptor r_gdt;
1405 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1406
1407 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1408 void *proc0paddr;
1409 /* JG alignment? */
1410 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1411
1412
1413 /* software prototypes -- in more palatable form */
1414 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1415 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1416 {       0x0,                    /* segment base address  */
1417         0x0,                    /* length */
1418         0,                      /* segment type */
1419         0,                      /* segment descriptor priority level */
1420         0,                      /* segment descriptor present */
1421         0,                      /* long */
1422         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1423         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1424 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1425 {       0x0,                    /* segment base address  */
1426         0xfffff,                /* length - all address space */
1427         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1428         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1429         1,                      /* segment descriptor present */
1430         1,                      /* long */
1431         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1432         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1433 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1434 {       0x0,                    /* segment base address  */
1435         0xfffff,                /* length - all address space */
1436         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1437         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1438         1,                      /* segment descriptor present */
1439         1,                      /* long */
1440         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1441         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1442 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1443 {       0x0,                    /* segment base address  */
1444         0xfffff,                /* length - all address space */
1445         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1446         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1447         1,                      /* segment descriptor present */
1448         0,                      /* long */
1449         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1450         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1451 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1452 {       0x0,                    /* segment base address  */
1453         0xfffff,                /* length - all address space */
1454         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1455         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1456         1,                      /* segment descriptor present */
1457         0,                      /* long */
1458         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1459         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1460 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1461 {       0x0,                    /* segment base address  */
1462         0xfffff,                /* length - all address space */
1463         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1464         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1465         1,                      /* segment descriptor present */
1466         1,                      /* long */
1467         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1468         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1469 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1470 {
1471         0x0,                    /* segment base address */
1472         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1473         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1474         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1475         1,                      /* segment descriptor present */
1476         0,                      /* long */
1477         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1478         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1479 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1480 {       0x0,                    /* segment base address  */
1481         0x0,                    /* length */
1482         0,                      /* segment type */
1483         0,                      /* segment descriptor priority level */
1484         0,                      /* segment descriptor present */
1485         0,                      /* long */
1486         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1487         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1488 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1489 {       0x0,                    /* segment base address  */
1490         0xfffff,                /* length - all address space */
1491         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1492         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1493         1,                      /* segment descriptor present */
1494         0,                      /* long */
1495         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1496         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1497 };
1498
1499 void
1500 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1501 {
1502         int cpu;
1503
1504         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1505                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1506
1507                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1508                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1509                 ip->gd_ist = ist;
1510                 ip->gd_xx = 0;
1511                 ip->gd_type = typ;
1512                 ip->gd_dpl = dpl;
1513                 ip->gd_p = 1;
1514                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1515         }
1516 }
1517
1518 void
1519 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1520 {
1521         struct gate_descriptor *ip;
1522
1523         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1524
1525         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1526         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1527         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1528         ip->gd_ist = ist;
1529         ip->gd_xx = 0;
1530         ip->gd_type = typ;
1531         ip->gd_dpl = dpl;
1532         ip->gd_p = 1;
1533         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1534 }
1535
1536 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1537
1538 extern inthand_t
1539         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1540         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1541         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1542         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1543         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1544         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1545
1546 void
1547 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1548 {
1549         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1550         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1551         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1552         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1553         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1554         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1555         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1556 }
1557
1558 void
1559 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1560 {
1561
1562         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1563         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1564         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1565         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1566         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1567         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1568         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1569         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1570         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1571         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1572 }
1573
1574 void
1575 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1576     struct system_segment_descriptor *sd)
1577 {
1578
1579         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1580         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1581         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1582         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1583         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1584         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1585         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1586         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1591  * available physical memory in the system, then test this memory and
1592  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1593  *
1594  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1595  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1596  *
1597  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1598  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1599  *
1600  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1601  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1602  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1603  *
1604  * XXX first should be vm_paddr_t.
1605  */
1606
1607 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1608 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1609         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1610         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1611         struct efi_map_header *efihdrbase;
1612         u_int32_t smapsize;
1613
1614 static void
1615 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1616 {
1617         int i;
1618
1619         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1620         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1621
1622         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1623                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1624                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1625                             smap->type, smap->base, smap->length);
1626
1627                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1628                         continue;
1629
1630                 if (smap->length == 0)
1631                         continue;
1632
1633                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1634                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1635                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1636                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1637                                                 "memory region, ignoring "
1638                                                 "second region\n");
1639                                 }
1640                                 break;
1641                         }
1642                 }
1643                 if (i <= *physmap_idx)
1644                         continue;
1645
1646                 Realmem += smap->length;
1647
1648                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1649                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1650                         continue;
1651                 }
1652
1653                 *physmap_idx += 2;
1654                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1655                         kprintf("Too many segments in the physical "
1656                                 "address map, giving up\n");
1657                         break;
1658                 }
1659                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1660                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1661         }
1662 }
1663
1664 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1665         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1666
1667 static void
1668 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1669 {
1670          struct efi_md *map, *p;
1671          const char *type;
1672          size_t efisz;
1673          int i, ndesc;
1674
1675         static const char *types[] = {
1676                 "Reserved",
1677                 "LoaderCode",
1678                 "LoaderData",
1679                 "BootServicesCode",
1680                 "BootServicesData",
1681                 "RuntimeServicesCode",
1682                 "RuntimeServicesData",
1683                 "ConventionalMemory",
1684                 "UnusableMemory",
1685                 "ACPIReclaimMemory",
1686                 "ACPIMemoryNVS",
1687                 "MemoryMappedIO",
1688                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1689                 "PalCode"
1690          };
1691
1692         /*
1693          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1694          * Boot Services API.
1695          */
1696         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1697         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1698
1699         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1700                 return;
1701         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1702
1703         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1704                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1705                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1706
1707         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1708             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1709                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1710                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1711                                 type = types[p->md_type];
1712                         else
1713                                 type = "<INVALID>";
1714                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1715                             p->md_virt, p->md_pages);
1716                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1717                                 kprintf("UC ");
1718                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1719                                 kprintf("WC ");
1720                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1721                                 kprintf("WT ");
1722                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1723                                 kprintf("WB ");
1724                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1725                                 kprintf("UCE ");
1726                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1727                                 kprintf("WP ");
1728                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1729                                 kprintf("RP ");
1730                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1731                                 kprintf("XP ");
1732                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1733                                 kprintf("RUNTIME");
1734                         kprintf("\n");
1735                 }
1736
1737                 switch (p->md_type) {
1738                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1739                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1740                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1741                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1742                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1743                         /*
1744                          * We're allowed to use any entry with these types.
1745                          */
1746                         break;
1747                 default:
1748                         continue;
1749                 }
1750
1751                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1752
1753                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1754                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1755                         continue;
1756                 }
1757
1758                 *physmap_idx += 2;
1759                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1760                         kprintf("Too many segments in the physical "
1761                                 "address map, giving up\n");
1762                         break;
1763                 }
1764                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1765                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1766          }
1767 }
1768
1769 struct fb_info efi_fb_info;
1770 static int have_efi_framebuffer = 0;
1771
1772 static void
1773 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1774 {
1775         uint64_t sz;
1776         vm_offset_t addr, v;
1777
1778         v = efi_fb_info.vaddr;
1779         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1780
1781         if (direct_map) {
1782                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1783                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1784                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1785         } else {
1786                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1787                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1788         }
1789
1790         if (v == 0 && efi_fb_info.vaddr != 0)
1791                 memset((void *)efi_fb_info.vaddr, 0x77, sz);
1792 }
1793
1794 int
1795 probe_efi_fb(int early)
1796 {
1797         struct efi_fb   *efifb;
1798         caddr_t         kmdp;
1799
1800         if (have_efi_framebuffer) {
1801                 if (!early &&
1802                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1803                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1804                         efi_fb_init_vaddr(0);
1805                 return 0;
1806         }
1807
1808         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1809         if (kmdp == NULL)
1810                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1811         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1812             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1813         if (efifb == NULL)
1814                 return 1;
1815
1816         have_efi_framebuffer = 1;
1817
1818         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1819         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1820         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1821         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1822         efi_fb_info.depth = 32;
1823         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1824         if (early) {
1825                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1826         } else {
1827                 efi_fb_init_vaddr(0);
1828         }
1829         efi_fb_info.restore = NULL;
1830         efi_fb_info.device = NULL;
1831
1832         return 0;
1833 }
1834
1835 static void
1836 efifb_startup(void *arg)
1837 {
1838         probe_efi_fb(0);
1839 }
1840
1841 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1842
1843 static void
1844 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1845 {
1846         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1847         int i, j;
1848         vm_paddr_t pa;
1849         vm_paddr_t msgbuf_size;
1850         u_long physmem_tunable;
1851         pt_entry_t *pte;
1852         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1853
1854         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1855         physmap_idx = 0;
1856
1857         /*
1858          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1859          *
1860          * subr_module.c says:
1861          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1862          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1863          */
1864         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1865             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1866         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1867             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1868         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1869                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1870
1871         if (efihdrbase == NULL)
1872                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1873         else
1874                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1875
1876         base_memory = physmap[1] / 1024;
1877         /* make hole for AP bootstrap code */
1878         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1879
1880         /* Save EBDA address, if any */
1881         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1882         ebda_addr <<= 4;
1883
1884         /*
1885          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1886          * highest page of the physical address space.  It should be
1887          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1888          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1889          */
1890         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1891
1892 #ifdef MAXMEM
1893         Maxmem = MAXMEM / 4;
1894 #endif
1895
1896         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1897                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1898
1899         /*
1900          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1901          * in the system.
1902          */
1903         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1904                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1905
1906         /*
1907          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1908          */
1909         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1910                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1911                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1912         }
1913
1914         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1915             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1916                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1917         }
1918
1919         /*
1920          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1921          *
1922          * Mask off page 0.
1923          */
1924         pmap_bootstrap(&first);
1925         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1926
1927         /*
1928          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1929          * exceeding Maxmem.
1930          */
1931         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1932                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1933                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1934                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1935                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1936                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1937
1938                 physmap[j] = physmap[i];
1939                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1940
1941                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1942                         j += 2;
1943         }
1944         physmap_idx = j - 2;
1945
1946         /*
1947          * Align anything else used in the validation loop.
1948          */
1949         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1950
1951         /*
1952          * Size up each available chunk of physical memory.
1953          */
1954         pa_indx = 0;
1955         da_indx = 1;
1956         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1957         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1958         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1959         pte = CMAP1;
1960
1961         /*
1962          * Get dcons buffer address
1963          */
1964         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1965             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1966                 dcons_addr = 0;
1967
1968         /*
1969          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1970          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1971          * of PAGE_SIZE.
1972          */
1973         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1974                 vm_paddr_t end;
1975
1976                 end = physmap[i + 1];
1977
1978                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1979                         int tmp, page_bad, full;
1980                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1981
1982                         full = FALSE;
1983                         /*
1984                          * block out kernel memory as not available.
1985                          */
1986                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1987                                 goto do_dump_avail;
1988
1989                         /*
1990                          * block out dcons buffer
1991                          */
1992                         if (dcons_addr > 0
1993                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1994                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1995                                 goto do_dump_avail;
1996                         }
1997
1998                         page_bad = FALSE;
1999
2000                         /*
2001                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2002                          */
2003                         *pte = pa |
2004                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2005                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2006                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2007                         cpu_invltlb();
2008
2009                         tmp = *ptr;
2010                         /*
2011                          * Test for alternating 1's and 0's
2012                          */
2013                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
2014                         cpu_mfence();
2015                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
2016                                 page_bad = TRUE;
2017                         /*
2018                          * Test for alternating 0's and 1's
2019                          */
2020                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
2021                         cpu_mfence();
2022                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
2023                                 page_bad = TRUE;
2024                         /*
2025                          * Test for all 1's
2026                          */
2027                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
2028                         cpu_mfence();
2029                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
2030                                 page_bad = TRUE;
2031                         /*
2032                          * Test for all 0's
2033                          */
2034                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
2035                         cpu_mfence();
2036                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
2037                                 page_bad = TRUE;
2038                         /*
2039                          * Restore original value.
2040                          */
2041                         *ptr = tmp;
2042
2043                         /*
2044                          * Adjust array of valid/good pages.
2045                          */
2046                         if (page_bad == TRUE)
2047                                 continue;
2048                         /*
2049                          * If this good page is a continuation of the
2050                          * previous set of good pages, then just increase
2051                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2052                          * Note that "end" points one higher than end,
2053                          * making the range >= start and < end.
2054                          * If we're also doing a speculative memory
2055                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2056                          * so that we keep going. The first bad page
2057                          * will terminate the loop.
2058                          */
2059                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2060                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2061                         } else {
2062                                 pa_indx++;
2063                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2064                                         kprintf(
2065                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2066                                         pa_indx--;
2067                                         full = TRUE;
2068                                         goto do_dump_avail;
2069                                 }
2070                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2071                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2072                         }
2073                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
2074 do_dump_avail:
2075                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2076                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2077                         } else {
2078                                 da_indx++;
2079                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2080                                         da_indx--;
2081                                         goto do_next;
2082                                 }
2083                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2084                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2085                         }
2086 do_next:
2087                         if (full)
2088                                 break;
2089                 }
2090         }
2091         *pte = 0;
2092         cpu_invltlb();
2093
2094         /*
2095          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2096          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2097          * calculation, etc.).
2098          */
2099         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2100
2101         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2102                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2103                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2104                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2105                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2106         }
2107
2108         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2109
2110         /* Trim off space for the message buffer. */
2111         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2112
2113         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2114
2115         /* Map the message buffer. */
2116         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2117                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2118                             phys_avail[pa_indx] + off);
2119         }
2120         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2121         if (have_efi_framebuffer)
2122                 efi_fb_init_vaddr(1);
2123 }
2124
2125 struct machintr_abi MachIntrABI;
2126
2127 /*
2128  * IDT VECTORS:
2129  *      0       Divide by zero
2130  *      1       Debug
2131  *      2       NMI
2132  *      3       BreakPoint
2133  *      4       OverFlow
2134  *      5       Bound-Range
2135  *      6       Invalid OpCode
2136  *      7       Device Not Available (x87)
2137  *      8       Double-Fault
2138  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2139  *      10      Invalid-TSS
2140  *      11      Segment not present
2141  *      12      Stack
2142  *      13      General Protection
2143  *      14      Page Fault
2144  *      15      Reserved
2145  *      16      x87 FP Exception pending
2146  *      17      Alignment Check
2147  *      18      Machine Check
2148  *      19      SIMD floating point
2149  *      20-31   reserved
2150  *      32-255  INTn/external sources
2151  */
2152 u_int64_t
2153 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2154 {
2155         caddr_t kmdp;
2156         int gsel_tss, x, cpu;
2157 #if 0 /* JG */
2158         int metadata_missing, off;
2159 #endif
2160         struct mdglobaldata *gd;
2161         u_int64_t msr;
2162
2163         /*
2164          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2165          */
2166         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2167         bzero(gd, sizeof(*gd));
2168
2169         /*
2170          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2171          * early in the boot sequence because the system assumes
2172          * that 'curthread' is never NULL.
2173          */
2174
2175         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2176         thread0.td_gd = &gd->mi;
2177
2178         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2179
2180 #if 0 /* JG */
2181         metadata_missing = 0;
2182         if (bootinfo.bi_modulep) {
2183                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2184                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2185         } else {
2186                 metadata_missing = 1;
2187         }
2188         if (bootinfo.bi_envp)
2189                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2190 #endif
2191
2192         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2193         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2194         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2195         if (kmdp == NULL)
2196                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2197         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2198         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2199 #ifdef DDB
2200         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2201         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2202 #endif
2203
2204         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2205                 bootverbose++;
2206
2207         /*
2208          * Default MachIntrABI to ICU
2209          */
2210         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2211
2212         /*
2213          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2214          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2215          */
2216         ncpus = 1;
2217         ncpus2 = 1;
2218         ncpus_fit = 1;
2219         /* Init basic tunables, hz etc */
2220         init_param1();
2221
2222         /*
2223          * make gdt memory segments
2224          */
2225         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2226                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2227
2228         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2229
2230         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2231                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2232                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2233         }
2234         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2235             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2236
2237         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2238         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2239         lgdt(&r_gdt);
2240
2241         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2242         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2243         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2244
2245         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2246         cpu_gdinit(gd, 0);
2247         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2248         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2249         safepri = TDPRI_MAX;
2250
2251         /* spinlocks and the BGL */
2252         init_locks();
2253
2254         /* exceptions */
2255         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2256                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2257         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2258         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2259         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2260         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2261         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2262         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2263         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2264         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2265         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2266         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2267         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2268         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2269         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2270         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2271         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2272         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2273         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2274         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2275         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2276
2277         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2278                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2279                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2280         }
2281
2282         lidt(&r_idt_arr[0]);
2283
2284         /*
2285          * Initialize the console before we print anything out.
2286          */
2287         cninit();
2288
2289 #if 0 /* JG */
2290         if (metadata_missing)
2291                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2292 #endif
2293
2294 #if     NISA >0
2295         elcr_probe();
2296         isa_defaultirq();
2297 #endif
2298         rand_initialize();
2299
2300         /*
2301          * Initialize IRQ mapping
2302          *
2303          * NOTE:
2304          * SHOULD be after elcr_probe()
2305          */
2306         MachIntrABI_ICU.initmap();
2307         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2308
2309 #ifdef DDB
2310         kdb_init();
2311         if (boothowto & RB_KDB)
2312                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2313 #endif
2314
2315 #if 0 /* JG */
2316         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2317         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2318         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2319 #endif
2320         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2321         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2322
2323         /*
2324          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2325          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2326          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2327          *
2328          * On modern amd cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2329          * significant power management in HLT or ACPI (but cpu_idle_hlt=1
2330          * would try to use MWAIT).
2331          *
2332          * On older amd or intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2333          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2334          * longer.
2335          */
2336         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2337             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2338                 cpu_idle_hlt = 1;
2339         }
2340         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
2341             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {  /* Bobcat or later */
2342                 cpu_idle_hlt = 3;
2343         }
2344
2345         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2346         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2347         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2348         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2349
2350         /*
2351          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2352          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2353          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2354          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2355          *
2356          * NOTE:
2357          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2358          * 'cpu_feature2'
2359          */
2360         if (ioapic_enable < 0) {
2361                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2362                         ioapic_enable = 0;
2363                 else
2364                         ioapic_enable = 1;
2365         }
2366
2367         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2368         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2369                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2370                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2371         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2372         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2373
2374         /* double fault stack */
2375         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2376                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2377                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2378
2379         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2380         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2381
2382         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2383         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2384         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2385         ltr(gsel_tss);
2386
2387         /* Set up the fast syscall stuff */
2388         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2389         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2390         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2391         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2392         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2393               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2394         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2395         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2396
2397         getmemsize(kmdp, physfree);
2398         init_param2(physmem);
2399
2400         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2401
2402         /* Map the message buffer. */
2403 #if 0 /* JG */
2404         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2405                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2406 #endif
2407
2408         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2409
2410
2411         /* transfer to user mode */
2412
2413         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2414         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2415         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2416
2417         load_ds(_udatasel);
2418         load_es(_udatasel);
2419         load_fs(_udatasel);
2420
2421         /* setup proc 0's pcb */
2422         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2423         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2424         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2425         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2426
2427         /* Location of kernel stack for locore */
2428         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2433  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2434  * data space were allocated in locore.
2435  *
2436  * Note: the idlethread's cpl is 0
2437  *
2438  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2439  */
2440 void
2441 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2442 {
2443         if (cpu)
2444                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2445
2446         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2447                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2448                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2449                         0, &gd->mi);
2450         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2451         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2452         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2453         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2454 }
2455
2456 /*
2457  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2458  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2459  * checking CPU_prvspace[*].
2460  */
2461 int
2462 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2463 {
2464 #if 0
2465         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2466             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2467                 return (TRUE);
2468         }
2469 #endif
2470         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2471                 return (TRUE);
2472         return (FALSE);
2473 }
2474
2475 struct globaldata *
2476 globaldata_find(int cpu)
2477 {
2478         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2479         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2484  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2485  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2486  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2487  */
2488 int
2489 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2490 {
2491         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2492                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2493         else
2494                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2495         return (0);
2496 }
2497
2498 int
2499 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2500 {
2501         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2502         return (0);
2503 }
2504
2505 int
2506 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2507 {
2508         struct trapframe *tp;
2509
2510         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2511                 return EINVAL;
2512         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2513         return (0);
2514 }
2515
2516 int
2517 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2518 {
2519         struct trapframe *tp;
2520
2521         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2522         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2523             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2524                 return (EINVAL);
2525         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2526         clear_quickret();
2527         return (0);
2528 }
2529
2530 static void
2531 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2532 {
2533         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2534         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2535         int i;
2536
2537         /* FPU control/status */
2538         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2539         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2540         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2541         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2542         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2543         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2544         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2545         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2546
2547         /* FPU registers */
2548         for (i = 0; i < 8; ++i)
2549                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2550 }
2551
2552 static void
2553 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2554 {
2555         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2556         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2557         int i;
2558
2559         /* FPU control/status */
2560         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2561         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2562         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2563         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2564         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2565         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2566         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2567         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2568
2569         /* FPU registers */
2570         for (i = 0; i < 8; ++i)
2571                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2572 }
2573
2574 int
2575 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2576 {
2577         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2578                 return EINVAL;
2579         if (cpu_fxsr) {
2580                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2581                                 (struct save87 *)fpregs);
2582                 return (0);
2583         }
2584         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2585         return (0);
2586 }
2587
2588 int
2589 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2590 {
2591         if (cpu_fxsr) {
2592                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2593                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2594                 return (0);
2595         }
2596         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2597         return (0);
2598 }
2599
2600 int
2601 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2602 {
2603         struct pcb *pcb;
2604
2605         if (lp == NULL) {
2606                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2607                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2608                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2609                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2610                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2611                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2612                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2613                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2614                 return (0);
2615         }
2616         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2617                 return EINVAL;
2618         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2619         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2620         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2621         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2622         dbregs->dr[4] = 0;
2623         dbregs->dr[5] = 0;
2624         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2625         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2626         return (0);
2627 }
2628
2629 int
2630 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2631 {
2632         if (lp == NULL) {
2633                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2634                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2635                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2636                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2637                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2638                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2639                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2640                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2641         } else {
2642                 struct pcb *pcb;
2643                 struct ucred *ucred;
2644                 int i;
2645                 uint64_t mask1, mask2;
2646
2647                 /*
2648                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2649                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2650                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2651                  * TRCTRAP.
2652                  */
2653                 /* JG this loop looks unreadable */
2654                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2655                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2656                  */
2657                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2658                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2659                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2660                  * carried to decide if it is safe and useful to
2661                  * provide access to that capability
2662                  */
2663                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2664                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2665                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2666                                 return (EINVAL);
2667
2668                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2669                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2670
2671                 /*
2672                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2673                  * process's address space.  If a process could do this, it
2674                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2675                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2676                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2677                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2678                  * uid 0.
2679                  *
2680                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2681                  * address space is written into from within the kernel
2682                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2683                  * from within kernel mode?
2684                  */
2685
2686                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2687                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2688                                 /* dr0 is enabled */
2689                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2690                                         return (EINVAL);
2691                         }
2692
2693                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2694                                 /* dr1 is enabled */
2695                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2696                                         return (EINVAL);
2697                         }
2698
2699                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2700                                 /* dr2 is enabled */
2701                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2702                                         return (EINVAL);
2703                         }
2704
2705                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2706                                 /* dr3 is enabled */
2707                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2708                                         return (EINVAL);
2709                         }
2710                 }
2711
2712                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2713                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2714                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2715                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2716                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2717                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2718
2719                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2720         }
2721
2722         return (0);
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2727  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2728  */
2729 int
2730 user_dbreg_trap(void)
2731 {
2732         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2733         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2734         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2735         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2736         int i;
2737
2738         dr7 = rdr7();
2739         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2740                 /*
2741                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2742                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2743                  * hardware debug registers
2744                  */
2745                 return 0;
2746         }
2747
2748         nbp = 0;
2749         dr6 = rdr6();
2750         bp = dr6 & 0xf;
2751
2752         if (bp == 0) {
2753                 /*
2754                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2755                  * trap was not caused by any of the debug registers
2756                  */
2757                 return 0;
2758         }
2759
2760         /*
2761          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2762          * which ones and if any of them are user space addresses
2763          */
2764
2765         if (bp & 0x01) {
2766                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2767         }
2768         if (bp & 0x02) {
2769                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2770         }
2771         if (bp & 0x04) {
2772                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2773         }
2774         if (bp & 0x08) {
2775                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2776         }
2777
2778         for (i=0; i<nbp; i++) {
2779                 if (addr[i] <
2780                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2781                         /*
2782                          * addr[i] is in user space
2783                          */
2784                         return nbp;
2785                 }
2786         }
2787
2788         /*
2789          * None of the breakpoints are in user space.
2790          */
2791         return 0;
2792 }
2793
2794
2795 #ifndef DDB
2796 void
2797 Debugger(const char *msg)
2798 {
2799         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2800 }
2801 #endif /* no DDB */
2802
2803 #ifdef DDB
2804
2805 /*
2806  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2807  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2808  * called inside DDB.
2809  *
2810  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2811  */
2812
2813 #undef inb
2814 #undef outb
2815
2816 /* silence compiler warnings */
2817 u_char inb(u_int);
2818 void outb(u_int, u_char);
2819
2820 u_char
2821 inb(u_int port)
2822 {
2823         u_char  data;
2824         /*
2825          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2826          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2827          * if we tell it to load (u_short) port.
2828          */
2829         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2830         return (data);
2831 }
2832
2833 void
2834 outb(u_int port, u_char data)
2835 {
2836         u_char  al;
2837         /*
2838          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2839          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2840          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2841          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2842          */
2843         al = data;
2844         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2845 }
2846
2847 #endif /* DDB */
2848
2849
2850
2851 /*
2852  * initialize all the SMP locks
2853  */
2854
2855 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2856 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2857
2858 /* lock region used by kernel profiling */
2859 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2860
2861 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2862 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2863
2864 /* lock regions around the clock hardware */
2865 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2866
2867 static void
2868 init_locks(void)
2869 {
2870         /*
2871          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2872          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2873          */
2874         cpu_get_initial_mplock();
2875         /* DEPRECATED */
2876         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2877         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2878         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2879         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2880
2881         /* our token pool needs to work early */
2882         lwkt_token_pool_init();
2883 }
2884
2885 boolean_t
2886 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2887 {
2888         int cx_idx, sub;
2889
2890         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2891         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2892                 return FALSE;
2893
2894         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2895         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2896                 return FALSE;
2897
2898         return TRUE;
2899 }
2900
2901 void
2902 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2903 {
2904         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2905 }
2906
2907 void
2908 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2909 {
2910         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2911 }
2912
2913 static int
2914 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2915 {
2916         int old_cx_idx, sub = 0;
2917
2918         if (hint >= 0) {
2919                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2920                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2921         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2922                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2923         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2924                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2925         } else {
2926                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2927         }
2928
2929         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2930                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2931         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2932                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2933         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2934                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2935         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2936             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2937                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2938         else
2939                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2940
2941         return old_cx_idx;
2942 }
2943
2944 static int
2945 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2946 {
2947         int cx_idx, sub, hint;
2948         char *ptr, *start;
2949
2950         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2951                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2952                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2953                 goto done;
2954         }
2955         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2956                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2957                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2958                 goto done;
2959         }
2960
2961         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2962                 return -1;
2963         start = &name[1];
2964         ptr = NULL;
2965
2966         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2967         if (ptr == start || *ptr != '/')
2968                 return -1;
2969         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2970                 return -1;
2971
2972         start = ptr + 1;
2973         ptr = NULL;
2974
2975         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2976         if (*ptr != '\0')
2977                 return -1;
2978         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2979                 return -1;
2980
2981         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2982 done:
2983         *hint0 = hint;
2984         return cx_idx;
2985 }
2986
2987 static int
2988 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
2989 {
2990         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2991                 return EOPNOTSUPP;
2992         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2993                 int error;
2994
2995                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2996                 if (error)
2997                         return error;
2998         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2999                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3000         }
3001         return 0;
3002 }
3003
3004 static int
3005 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3006     boolean_t allow_auto)
3007 {
3008         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3009         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3010
3011         hint = *hint0;
3012         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3013             allow_auto);
3014
3015         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3016         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3017                 return error;
3018
3019         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3020                 return EOPNOTSUPP;
3021
3022         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3023         if (cx_idx < 0)
3024                 return EINVAL;
3025
3026         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3027         if (error)
3028                 return error;
3029
3030         *hint0 = hint;
3031         return 0;
3032 }
3033
3034 static int
3035 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3036 {
3037         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3038         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3039
3040         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3041
3042         hint = stat->hint;
3043         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3044
3045         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3046         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3047         if (cx_idx < 0)
3048                 return EINVAL;
3049
3050         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3051         if (error)
3052                 return error;
3053
3054         stat->hint = hint;
3055         return 0;
3056 }
3057
3058 static int
3059 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3060 {
3061         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3062         int error, cx_idx, cpu;
3063         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3064
3065         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3066
3067         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3068         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3069                 return error;
3070
3071         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3072                 return EOPNOTSUPP;
3073
3074         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3075         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3076
3077         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3078         if (cx_idx < 0)
3079                 return EINVAL;
3080
3081         /* Change per-cpu CX configuration */
3082         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3083                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3084                 if (error)
3085                         return error;
3086         }
3087
3088         cpu_mwait_halt_global = hint;
3089         return 0;
3090 }
3091
3092 static int
3093 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3094 {
3095         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3096         int error;
3097
3098         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3099             &stat->hint, TRUE);
3100         return error;
3101 }
3102
3103 static int
3104 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3105 {
3106         int error;
3107
3108         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3109             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3110         return error;
3111 }
3112
3113 /*
3114  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3115  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3116  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3117  *
3118  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3119  */
3120 #if 0
3121 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3122 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3123 #endif
3124
3125 void
3126 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3127 {
3128 #if 0
3129         globaldata_t gd = mycpu;
3130         int cpu = gd->gd_cpuid;
3131         char buf[64];
3132         short *gptr;
3133         int i;
3134
3135         if (cpu <= 20) {
3136                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3137                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3138                 ++gptr;
3139
3140                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3141                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3142                     gd->gd_infomsg);
3143                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3144                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3145                 }
3146         }
3147 #if 0
3148         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3149                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3150                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3151         }
3152         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3153         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3154                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3155                         gd->gd_cpuid);
3156         }
3157         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3158                 int delta;
3159                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3160                         delta = saveticks[i] - ticks;
3161                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3162                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3163                                       gd->gd_cpuid, i);
3164                         }
3165                 }
3166         }
3167 #endif
3168 #endif
3169 }