sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_msgbuf.h"
  51 #include "opt_swap.h"
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/systm.h>
  55 #include <sys/sysproto.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/linker.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/priv.h>
  62 #include <sys/buf.h>
  63 #include <sys/reboot.h>
  64 #include <sys/mbuf.h>
  65 #include <sys/msgbuf.h>
  66 #include <sys/sysent.h>
  67 #include <sys/sysctl.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/bus.h>
  70 #include <sys/usched.h>
  71 #include <sys/reg.h>
  72 #include <sys/sbuf.h>
  73 #include <sys/ctype.h>
  74 #include <sys/serialize.h>
  75 #include <sys/systimer.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89 #include <sys/mutex2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #if 0 /* JG */
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/md_var.h>
 104 #include <machine/metadata.h>
 105 #include <machine/pc/bios.h>
 106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 108 #include <machine/smp.h>
 109 #ifdef PERFMON
 110 #include <machine/perfmon.h>
 111 #endif
 112 #include <machine/cputypes.h>
 113 #include <machine/intr_machdep.h>
 114
 115 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 116 #include <bus/isa/isa_device.h>
 117 #endif
 118 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 119 #include <bus/isa/rtc.h>
 120 #include <sys/random.h>
 121 #include <sys/ptrace.h>
 122 #include <machine/sigframe.h>
 123
 124 #include <sys/machintr.h>
 125 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 126 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 127 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 128 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 129 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 130 #include <machine/mptable.h>
 131
 132 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 133
 134 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 135
 136 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 137 extern void identify_cpu(void);
 138 #if 0 /* JG */
 139 extern void finishidentcpu(void);
 140 #endif
 141 extern void panicifcpuunsupported(void);
 142
 143 static void cpu_startup(void *);
 144 static void pic_finish(void *);
 145 static void cpu_finish(void *);
 146
 147 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 148 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 149 #ifdef DIRECTIO
 150 extern void ffs_rawread_setup(void);
 151 #endif /* DIRECTIO */
 152 static void init_locks(void);
 153
 154 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 155 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 156 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 157
 158 #ifdef DDB
 159 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 160 #endif
 161
 162 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 163 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 164
 165 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 166 u_long  atdevbase;
 167 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 168
 169 static int cpu_mwait_halt;      /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 170
 171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 172 extern int swtch_optim_stats;
 173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 177 #endif
 178 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 179         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt, 0, "");
 180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 181     "monitor/mwait target state");
 182
 183 #define CPU_MWAIT_C1            1
 184 #define CPU_MWAIT_C2            2
 185 #define CPU_MWAIT_C3            3
 186 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 187
 188 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 189 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 190
 191 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 192 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 193
 194 struct cpu_mwait_cx {
 195         int                     subcnt;
 196         char                    name[4];
 197         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 198         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 199 };
 200 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 201 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 202
 203 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 204 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 205 static int                      *cpu_mwait_hints;
 206
 207 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 208 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 209
 210 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 211
 212 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 213 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 214 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 215
 216 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 217 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 218
 219 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 220                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 221                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 222
 223 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 224     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 225
 226 static struct lwkt_serialize cpu_mwait_cx_slize = LWKT_SERIALIZE_INITIALIZER;
 227 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 228                     int *, boolean_t);
 229 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 230 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 231
 232 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 233     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 234 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 235     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 236 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 237     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 238
 239 long physmem = 0;
 240
 241 u_long ebda_addr = 0;
 242
 243 int imcr_present = 0;
 244
 245 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 246
 247 u_int base_memory;
 248 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 249
 250 static int
 251 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 252 {
 253         u_long pmem = ctob(physmem);
 254
 255         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 256         return (error);
 257 }
 258
 259 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 260         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 261
 262 static int
 263 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 264 {
 265         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 266                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 267         return (error);
 268 }
 269
 270 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 271         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 272
 273 static int
 274 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 275 {
 276         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 277                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 278         return (error);
 279 }
 280
 281 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 282         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 283
 284 vm_paddr_t Maxmem;
 285 vm_paddr_t Realmem;
 286
 287 /*
 288  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 289  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 290  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 291  * PHYSSEG entries.
 292  */
 293 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 294
 295 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 296 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 297
 298 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 299 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 300 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 301
 302 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 303 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 304 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 305 static struct trapframe proc0_tf;
 306
 307 static void
 308 cpu_startup(void *dummy)
 309 {
 310         caddr_t v;
 311         vm_size_t size = 0;
 312         vm_offset_t firstaddr;
 313
 314         /*
 315          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 316          */
 317         kprintf("%s", version);
 318         startrtclock();
 319         printcpuinfo();
 320         panicifcpuunsupported();
 321 #ifdef PERFMON
 322         perfmon_init();
 323 #endif
 324         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 325                 (intmax_t)Realmem,
 326                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 327         /*
 328          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 329          */
 330         if (bootverbose) {
 331                 int indx;
 332
 333                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 334                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 335                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 336
 337                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 338                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 339                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 340                                 (intmax_t)size1,
 341                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 342                 }
 343         }
 344
 345         /*
 346          * Allocate space for system data structures.
 347          * The first available kernel virtual address is in "v".
 348          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 349          * As pages of memory are allocated and cleared,
 350          * "firstaddr" is incremented.
 351          * An index into the kernel page table corresponding to the
 352          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 353          */
 354
 355         /*
 356          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 357          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 358          * addresses to the various data structures.
 359          */
 360         firstaddr = 0;
 361 again:
 362         v = (caddr_t)firstaddr;
 363
 364 #define valloc(name, type, num) \
 365             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 366 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 367             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 368
 369         /*
 370          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 371          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 372          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 373          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 374          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 375          * maxbcache bytes.
 376          *
 377          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 378          */
 379         if (nbuf == 0) {
 380                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 381                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 382
 383                 nbuf = 50;
 384                 if (kbytes > 4096)
 385                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 386                 if (kbytes > 65536)
 387                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 388                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 389                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 390         }
 391
 392         /*
 393          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 394          * kernel_map.
 395          */
 396         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 397                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 398                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 399                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 400                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 401         }
 402
 403         /*
 404          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 405          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 406          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 407          * can prevent the system from paging properly.
 408          */
 409         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 410                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 411                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 412         }
 413
 414         /*
 415          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 416          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 417          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 418          */
 419         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 420                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 421                        sizeof(struct buf) / 2;
 422                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 423                         "considerations", nbuf);
 424         }
 425
 426         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 427 #ifdef NSWBUF_MIN
 428         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 429                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 430 #endif
 431 #ifdef DIRECTIO
 432         ffs_rawread_setup();
 433 #endif
 434
 435         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 436         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 437
 438         /*
 439          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 440          */
 441         if (firstaddr == 0) {
 442                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 443                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 444                 if (firstaddr == 0)
 445                         panic("startup: no room for tables");
 446                 goto again;
 447         }
 448
 449         /*
 450          * End of second pass, addresses have been assigned
 451          *
 452          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 453          *
 454          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 455          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 456          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 457          */
 458         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 459                 panic("startup: table size inconsistency");
 460
 461         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 462                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 463                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 464         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 465                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 466         buffer_map.system_map = 1;
 467         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 468                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 469         pager_map.system_map = 1;
 470
 471 #if defined(USERCONFIG)
 472         userconfig();
 473         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 474 #endif
 475
 476         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 477                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 478                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 479                 1024 / 1024);
 480 }
 481
 482 struct cpu_idle_stat {
 483         u_long  halt;
 484         u_long  spin;
 485         u_long  repeat;
 486         u_long  repeat_last;
 487         u_long  repeat_delta;
 488         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 489 } __cachealign;
 490
 491 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 492 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 493
 494 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 495
 496 static int
 497 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 498 {
 499         int idx = arg2, cpu, error;
 500         u_long val = 0;
 501
 502         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 503                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 504                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 505         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 506                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 507                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 508         } else {
 509                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 510                     ("invalid index %d", idx));
 511                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 512                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 513         }
 514
 515         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 516         if (error || req->newptr == NULL)
 517                 return error;
 518
 519         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 520                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 521                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 522                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 523         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 524                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 525                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 526                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 527         } else {
 528                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 529                     ("invalid index %d", idx));
 530                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 531                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 532                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 533         }
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 static void
 538 cpu_mwait_attach(void)
 539 {
 540         struct sbuf sb;
 541         int hint_idx, i;
 542
 543         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
 544             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
 545                 return;
 546
 547         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 548             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 549              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 550               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 551                 int bm_sts = 1;
 552
 553                 /*
 554                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 555                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 556                  */
 557                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 558
 559                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 560                 if (!bm_sts)
 561                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 562         }
 563
 564         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 565             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 566
 567         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 568                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 569                 int sub;
 570
 571                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 572
 573                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 574                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 575                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 576                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 577                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 578                         continue;
 579
 580                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 581                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 582                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 583                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 584                     "sub-state count");
 585                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 586                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 587                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 588                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 589
 590                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 591                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 592         }
 593         sbuf_trim(&sb);
 594         sbuf_finish(&sb);
 595
 596         /*
 597          * Non-deep C-states
 598          */
 599         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 600         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 601                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 602         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 603             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 604
 605         hint_idx = 0;
 606         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 607                 int j, subcnt;
 608
 609                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 610                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 611                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 612                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 613                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 614                         ++hint_idx;
 615                 }
 616         }
 617         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 618             ("mwait hint count %d != index %d",
 619              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 620
 621         if (bootverbose) {
 622                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 623                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 624                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 625
 626                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 627                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 628                             hint);
 629                 }
 630         }
 631
 632         /*
 633          * Deep C-states
 634          */
 635         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 636                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 637         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 638             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 639
 640         hint_idx = 0;
 641         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 642                 int j, subcnt;
 643
 644                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 645                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 646                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 647                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 648                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 649                         ++hint_idx;
 650                 }
 651         }
 652         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 653             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 654              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 655
 656         if (bootverbose) {
 657                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 658                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 659                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 660
 661                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 662                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 663                             hint);
 664                 }
 665         }
 666         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 667 }
 668
 669 static void
 670 cpu_finish(void *dummy __unused)
 671 {
 672         cpu_setregs();
 673         cpu_mwait_attach();
 674 }
 675
 676 static void
 677 pic_finish(void *dummy __unused)
 678 {
 679         /* Log ELCR information */
 680         elcr_dump();
 681
 682         /* Log MPTABLE information */
 683         mptable_pci_int_dump();
 684
 685         /* Finalize PCI */
 686         MachIntrABI.finalize();
 687 }
 688
 689 /*
 690  * Send an interrupt to process.
 691  *
 692  * Stack is set up to allow sigcode stored
 693  * at top to call routine, followed by kcall
 694  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 695  * resets the signal mask, the stack, and the
 696  * frame pointer, it returns to the user
 697  * specified pc, psl.
 698  */
 699 void
 700 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 701 {
 702         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 703         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 704         struct trapframe *regs;
 705         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 706         struct sigframe sf, *sfp;
 707         int oonstack;
 708         char *sp;
 709
 710         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 711         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 712
 713         /* Save user context */
 714         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 715         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 716         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 717         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 718         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 719         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 720
 721         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 722         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 723
 724         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 725         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 726             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 727                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 728                               sizeof(struct sigframe));
 729                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 730         } else {
 731                 /* We take red zone into account */
 732                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 733         }
 734
 735         /*
 736          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 737          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 738          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 739          * kernel is ok.
 740          *
 741          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 742          * context directly.
 743          */
 744         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 745
 746         /* Translate the signal is appropriate */
 747         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 748                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 749                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 750         }
 751
 752         /*
 753          * Build the argument list for the signal handler.
 754          *
 755          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 756          */
 757         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 758         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 759
 760         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 761                 /*
 762                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 763                  *
 764                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 765                  */
 766                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 767                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 768                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 769
 770                 /* fill siginfo structure */
 771                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 772                 sf.sf_si.si_code = code;
 773                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 774         } else {
 775                 /*
 776                  * Old FreeBSD-style arguments.
 777                  *
 778                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 779                  */
 780                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 781                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 782                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 783         }
 784
 785         /*
 786          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 787          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 788          * eflags.
 789          */
 790 #if 0 /* JG */
 791         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 792                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 793                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 794
 795                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 796                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 797                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 798                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 799
 800                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 801                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 802                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 803                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 804
 805                 /*
 806                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 807                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 808                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 809                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 810                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 811                  */
 812                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 813         }
 814 #endif
 815
 816         /*
 817          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 818          */
 819         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 820
 821         /*
 822          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 823          */
 824         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 825                 /*
 826                  * Something is wrong with the stack pointer.
 827                  * ...Kill the process.
 828                  */
 829                 sigexit(lp, SIGILL);
 830         }
 831
 832         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 833         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 834
 835         /*
 836          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 837          * on function entry
 838          */
 839         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 840
 841         /*
 842          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 843          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 844          * stored in-context.
 845          */
 846         regs->tf_cs = _ucodesel;
 847         regs->tf_ss = _udatasel;
 848         clear_quickret();
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 853  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 854  * issue.
 855  *
 856  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 857  * bad idea?
 858  */
 859 int
 860 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 861 {
 862         frame->tf_cs = _ucodesel;
 863         frame->tf_ss = _udatasel;
 864         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 865         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 866         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 867
 868         return(0);
 869 }
 870
 871 /*
 872  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 873  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 874  */
 875 int
 876 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 877 {
 878         return(0);
 879 }
 880
 881 /*
 882  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 883  *
 884  * System call to cleanup state after a signal
 885  * has been taken.  Reset signal mask and
 886  * stack state from context left by sendsig (above).
 887  * Return to previous pc and psl as specified by
 888  * context left by sendsig. Check carefully to
 889  * make sure that the user has not modified the
 890  * state to gain improper privileges.
 891  *
 892  * MPSAFE
 893  */
 894 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 895 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 896
 897 int
 898 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 899 {
 900         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 901         struct trapframe *regs;
 902         ucontext_t uc;
 903         ucontext_t *ucp;
 904         register_t rflags;
 905         int cs;
 906         int error;
 907
 908         /*
 909          * We have to copy the information into kernel space so userland
 910          * can't modify it while we are sniffing it.
 911          */
 912         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 913         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 914         if (error)
 915                 return (error);
 916         ucp = &uc;
 917         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 918
 919         /* VM (8086) mode not supported */
 920         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 921
 922 #if 0 /* JG */
 923         if (eflags & PSL_VM) {
 924                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 925                 struct vm86_kernel *vm86;
 926
 927                 /*
 928                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 929                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 930                  */
 931                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 932                         return (EINVAL);
 933                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 934                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 935                         return (EINVAL);
 936
 937                 /* go back to user mode if both flags are set */
 938                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 939                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 940
 941                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 942                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 943                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 944                 } else {
 945                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 946                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 947                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 948                 }
 949                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 950                 tf->tf_eflags = eflags;
 951                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 952                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 953                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 954                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 955                 tf->tf_ds = _udatasel;
 956                 tf->tf_es = _udatasel;
 957                 tf->tf_fs = _udatasel;
 958                 tf->tf_gs = _udatasel;
 959         } else
 960 #endif
 961         {
 962                 /*
 963                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 964                  */
 965                 /*
 966                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 967                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 968                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 969                  * the signal context during signal handling and there is no
 970                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 971                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 972                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 973                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 974                  */
 975                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 976                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 977                         return(EINVAL);
 978                 }
 979
 980                 /*
 981                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 982                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 983                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 984                  */
 985                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 986                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 987                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 988                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 989                         return(EINVAL);
 990                 }
 991                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 992         }
 993
 994         /*
 995          * Restore the FPU state from the frame
 996          */
 997         crit_enter();
 998         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 999
1000         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1001                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1002         else
1003                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1004
1005         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1006         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1007         clear_quickret();
1008         crit_exit();
1009         return(EJUSTRETURN);
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Machine dependent boot() routine
1014  *
1015  * I haven't seen anything to put here yet
1016  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1017  */
1018 void
1019 cpu_boot(int howto)
1020 {
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Shutdown the CPU as much as possible
1025  */
1026 void
1027 cpu_halt(void)
1028 {
1029         for (;;)
1030                 __asm__ __volatile("hlt");
1031 }
1032
1033 /*
1034  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1035  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1036  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1037  *
1038  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1039  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1040  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1041  * critical section.
1042  *
1043  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1044  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1045  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1046  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1047  *
1048  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1049  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1050  *
1051  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1052  */
1053 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1054 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1055     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1056 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1057     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1058
1059 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1060     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1061 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1062     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1063
1064 static void
1065 cpu_idle_default_hook(void)
1066 {
1067         /*
1068          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1069          * following the sti.
1070          */
1071         __asm __volatile("sti; hlt");
1072 }
1073
1074 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1075 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1076
1077 static __inline int
1078 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1079 {
1080         int hint, cx_idx;
1081         u_int idx;
1082
1083         if (cpu_mwait_halt >= 0) {
1084                 hint = cpu_mwait_halt;
1085                 goto done;
1086         }
1087
1088         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1089             cpu_mwait_repeat_shift;
1090         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1091                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1092                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1093         }
1094         if (cpu_mwait_halt == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1095                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1096                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1097                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1098         } else {
1099                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1100                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1101                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1102         }
1103 done:
1104         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1105         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1106                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1107         return hint;
1108 }
1109
1110 void
1111 cpu_idle(void)
1112 {
1113         globaldata_t gd = mycpu;
1114         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1115         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1116         int reqflags;
1117         int quick;
1118
1119         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1120
1121         crit_exit();
1122         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1123
1124         for (;;) {
1125                 /*
1126                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1127                  */
1128                 lwkt_switch();
1129
1130                 /*
1131                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1132                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1133                  * splz() does the job.
1134                  *
1135                  * cpu_idle_hlt:
1136                  *      0       Never halt, just spin
1137                  *
1138                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1139                  *
1140                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1141                  *              cpus.
1142                  *
1143                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1144                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1145                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1146                  *
1147                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1148                  *              Intel cpus.
1149                  *
1150                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1151                  *              eats the least amount of power but the cpu
1152                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1153                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1154                  *
1155                  *      4       Always use HLT.
1156                  *
1157                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1158                  *       section.
1159                  *
1160                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1161                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1162                  *       it overflows.
1163                  */
1164                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1165                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1166                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1167                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1168                         stat->repeat_last = 0;
1169                         stat->repeat_delta = 0;
1170                 }
1171                 ++stat->repeat_last;
1172
1173                 ++gd->gd_idle_repeat;
1174                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1175                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1176                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1177                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1178
1179                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1180                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1181                         splz(); /* XXX */
1182                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1183                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1184                         stat->halt++;
1185                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1186                         __asm __volatile("cli");
1187                         splz();
1188                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1189                                 if (quick)
1190                                         cpu_idle_default_hook();
1191                                 else
1192                                         cpu_idle_hook();
1193                         }
1194                         __asm __volatile("sti");
1195                         stat->halt++;
1196                 } else {
1197                         splz();
1198                         __asm __volatile("sti");
1199                         stat->spin++;
1200                 }
1201         }
1202 }
1203
1204 /*
1205  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1206  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1207  * we let it spin.
1208  */
1209 void
1210 cpu_spinlock_contested(void)
1211 {
1212         cpu_pause();
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Clear registers on exec
1217  */
1218 void
1219 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1220 {
1221         struct thread *td = curthread;
1222         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1223         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1224         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1225
1226         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1227         user_ldt_free(pcb);
1228
1229         clear_quickret();
1230         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1231         regs->tf_rip = entry;
1232         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1233         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1234         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1235         regs->tf_ss = _udatasel;
1236         regs->tf_cs = _ucodesel;
1237         regs->tf_rbx = ps_strings;
1238
1239         /*
1240          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1241          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1242          */
1243         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1244                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1245                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1246                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1247                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1248                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1249                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1250                 if (pcb == td->td_pcb) {
1251                         /*
1252                          * Clear the debug registers on the running
1253                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1254                          * the next process we switch to.
1255                          */
1256                         reset_dbregs();
1257                 }
1258                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1259         }
1260
1261         /*
1262          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1263          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1264          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1265          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1266          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1267          */
1268         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1269
1270         /*
1271          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1272          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1273          *       may panic in npxdna().
1274          */
1275         crit_enter();
1276         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1277
1278         /*
1279          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1280          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1281          *       code knows what the current MSR values are.
1282          */
1283         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1284         pcb->pcb_gsbase = 0;
1285         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1286         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1287         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1288         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1289
1290         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1291         npxinit();
1292         crit_exit();
1293
1294         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1295         pcb->pcb_es = _udatasel;
1296         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1297         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1298 }
1299
1300 void
1301 cpu_setregs(void)
1302 {
1303         register_t cr0;
1304
1305         cr0 = rcr0();
1306         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1307         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1308         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1309         load_cr0(cr0);
1310         load_gs(_udatasel);
1311 }
1312
1313 static int
1314 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1315 {
1316         int error;
1317         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1318                 req);
1319         if (!error && req->newptr)
1320                 resettodr();
1321         return (error);
1322 }
1323
1324 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1325         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1326
1327 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1328         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1329
1330 #if 0 /* JG */
1331 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1332         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1333 #endif
1334
1335 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1336         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1337
1338 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1339 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1340         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1341
1342 /*
1343  * Initialize 386 and configure to run kernel
1344  */
1345
1346 /*
1347  * Initialize segments & interrupt table
1348  */
1349
1350 int _default_ldt;
1351 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1352 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1353 #if 0 /* JG */
1354 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1355 #endif
1356
1357 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1358 struct region_descriptor r_gdt;
1359 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1360
1361 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1362 void *proc0paddr;
1363 /* JG alignment? */
1364 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1365
1366
1367 /* software prototypes -- in more palatable form */
1368 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1369 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1370 {       0x0,                    /* segment base address  */
1371         0x0,                    /* length */
1372         0,                      /* segment type */
1373         0,                      /* segment descriptor priority level */
1374         0,                      /* segment descriptor present */
1375         0,                      /* long */
1376         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1377         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1378 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1379 {       0x0,                    /* segment base address  */
1380         0xfffff,                /* length - all address space */
1381         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1382         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1383         1,                      /* segment descriptor present */
1384         1,                      /* long */
1385         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1386         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1387 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1388 {       0x0,                    /* segment base address  */
1389         0xfffff,                /* length - all address space */
1390         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1391         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1392         1,                      /* segment descriptor present */
1393         1,                      /* long */
1394         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1395         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1396 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1397 {       0x0,                    /* segment base address  */
1398         0xfffff,                /* length - all address space */
1399         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1400         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1401         1,                      /* segment descriptor present */
1402         0,                      /* long */
1403         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1404         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1405 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1406 {       0x0,                    /* segment base address  */
1407         0xfffff,                /* length - all address space */
1408         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1409         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1410         1,                      /* segment descriptor present */
1411         0,                      /* long */
1412         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1413         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1414 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1415 {       0x0,                    /* segment base address  */
1416         0xfffff,                /* length - all address space */
1417         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1418         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1419         1,                      /* segment descriptor present */
1420         1,                      /* long */
1421         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1422         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1423 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1424 {
1425         0x0,                    /* segment base address */
1426         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1427         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1428         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1429         1,                      /* segment descriptor present */
1430         0,                      /* long */
1431         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1432         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1433 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1434 {       0x0,                    /* segment base address  */
1435         0x0,                    /* length */
1436         0,                      /* segment type */
1437         0,                      /* segment descriptor priority level */
1438         0,                      /* segment descriptor present */
1439         0,                      /* long */
1440         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1441         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1442 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1443 {       0x0,                    /* segment base address  */
1444         0xfffff,                /* length - all address space */
1445         SDT_MEMRWA,             /* 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 };
1452
1453 void
1454 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1455 {
1456         int cpu;
1457
1458         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1459                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1460
1461                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1462                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1463                 ip->gd_ist = ist;
1464                 ip->gd_xx = 0;
1465                 ip->gd_type = typ;
1466                 ip->gd_dpl = dpl;
1467                 ip->gd_p = 1;
1468                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1469         }
1470 }
1471
1472 void
1473 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1474 {
1475         struct gate_descriptor *ip;
1476
1477         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1478
1479         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1480         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1481         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1482         ip->gd_ist = ist;
1483         ip->gd_xx = 0;
1484         ip->gd_type = typ;
1485         ip->gd_dpl = dpl;
1486         ip->gd_p = 1;
1487         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1488 }
1489
1490 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1491
1492 extern inthand_t
1493         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1494         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1495         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1496         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1497         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1498         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1499
1500 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1501 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1502 #endif
1503
1504 void
1505 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1506 {
1507         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1508         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1509         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1510         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1511         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1512         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1513         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1514 }
1515
1516 void
1517 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1518 {
1519
1520         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1521         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1522         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1523         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1524         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1525         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1526         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1527         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1528         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1529         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1530 }
1531
1532 void
1533 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1534     struct system_segment_descriptor *sd)
1535 {
1536
1537         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1538         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1539         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1540         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1541         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1542         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1543         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1544         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1549  * available physical memory in the system, then test this memory and
1550  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1551  *
1552  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1553  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1554  *
1555  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1556  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1557  *
1558  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1559  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1560  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1561  *
1562  * XXX first should be vm_paddr_t.
1563  */
1564
1565 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1566 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1567         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1568         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1569         u_int32_t smapsize;
1570
1571 static void
1572 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1573 {
1574         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1575         int i, j;
1576         vm_paddr_t pa;
1577         vm_paddr_t msgbuf_size;
1578         u_long physmem_tunable;
1579         pt_entry_t *pte;
1580         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1581
1582         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1583         physmap_idx = 0;
1584
1585         /*
1586          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1587          *
1588          * subr_module.c says:
1589          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1590          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1591          */
1592         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1593             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1594         if (smapbase == NULL)
1595                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1596
1597         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1598         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1599
1600         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1601                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1602                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1603                             smap->type, smap->base, smap->length);
1604
1605                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1606                         continue;
1607
1608                 if (smap->length == 0)
1609                         continue;
1610
1611                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1612                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1613                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1614                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1615                                                 "memory region, ignoring "
1616                                                 "second region\n");
1617                                 }
1618                                 break;
1619                         }
1620                 }
1621                 if (i <= physmap_idx)
1622                         continue;
1623
1624                 Realmem += smap->length;
1625
1626                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1627                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1628                         continue;
1629                 }
1630
1631                 physmap_idx += 2;
1632                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1633                         kprintf("Too many segments in the physical "
1634                                 "address map, giving up\n");
1635                         break;
1636                 }
1637                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1638                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1639         }
1640
1641         base_memory = physmap[1] / 1024;
1642         /* make hole for AP bootstrap code */
1643         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1644
1645         /* Save EBDA address, if any */
1646         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1647         ebda_addr <<= 4;
1648
1649         /*
1650          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1651          * highest page of the physical address space.  It should be
1652          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1653          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1654          */
1655         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1656
1657 #ifdef MAXMEM
1658         Maxmem = MAXMEM / 4;
1659 #endif
1660
1661         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1662                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1663
1664         /*
1665          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1666          * in the system.
1667          */
1668         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1669                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1670
1671         /*
1672          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1673          */
1674         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1675                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1676                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1677         }
1678
1679         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1680             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1681                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1682         }
1683
1684         /*
1685          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1686          *
1687          * Mask off page 0.
1688          */
1689         pmap_bootstrap(&first);
1690         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1691
1692         /*
1693          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1694          * exceeding Maxmem.
1695          */
1696         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1697                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1698                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1699                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1700                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1701                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1702
1703                 physmap[j] = physmap[i];
1704                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1705
1706                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1707                         j += 2;
1708         }
1709         physmap_idx = j - 2;
1710
1711         /*
1712          * Align anything else used in the validation loop.
1713          */
1714         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1715
1716         /*
1717          * Size up each available chunk of physical memory.
1718          */
1719         pa_indx = 0;
1720         da_indx = 1;
1721         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1722         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1723         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1724         pte = CMAP1;
1725
1726         /*
1727          * Get dcons buffer address
1728          */
1729         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1730             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1731                 dcons_addr = 0;
1732
1733         /*
1734          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1735          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1736          * of PAGE_SIZE.
1737          */
1738         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1739                 vm_paddr_t end;
1740
1741                 end = physmap[i + 1];
1742
1743                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1744                         int tmp, page_bad, full;
1745                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1746
1747                         full = FALSE;
1748                         /*
1749                          * block out kernel memory as not available.
1750                          */
1751                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1752                                 goto do_dump_avail;
1753
1754                         /*
1755                          * block out dcons buffer
1756                          */
1757                         if (dcons_addr > 0
1758                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1759                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1760                                 goto do_dump_avail;
1761                         }
1762
1763                         page_bad = FALSE;
1764
1765                         /*
1766                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1767                          */
1768                         *pte = pa |
1769                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1770                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1771                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1772                         cpu_invltlb();
1773
1774                         tmp = *ptr;
1775                         /*
1776                          * Test for alternating 1's and 0's
1777                          */
1778                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1779                         cpu_mfence();
1780                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1781                                 page_bad = TRUE;
1782                         /*
1783                          * Test for alternating 0's and 1's
1784                          */
1785                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1786                         cpu_mfence();
1787                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1788                                 page_bad = TRUE;
1789                         /*
1790                          * Test for all 1's
1791                          */
1792                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1793                         cpu_mfence();
1794                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1795                                 page_bad = TRUE;
1796                         /*
1797                          * Test for all 0's
1798                          */
1799                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1800                         cpu_mfence();
1801                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1802                                 page_bad = TRUE;
1803                         /*
1804                          * Restore original value.
1805                          */
1806                         *ptr = tmp;
1807
1808                         /*
1809                          * Adjust array of valid/good pages.
1810                          */
1811                         if (page_bad == TRUE)
1812                                 continue;
1813                         /*
1814                          * If this good page is a continuation of the
1815                          * previous set of good pages, then just increase
1816                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1817                          * Note that "end" points one higher than end,
1818                          * making the range >= start and < end.
1819                          * If we're also doing a speculative memory
1820                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1821                          * so that we keep going. The first bad page
1822                          * will terminate the loop.
1823                          */
1824                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1825                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1826                         } else {
1827                                 pa_indx++;
1828                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1829                                         kprintf(
1830                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1831                                         pa_indx--;
1832                                         full = TRUE;
1833                                         goto do_dump_avail;
1834                                 }
1835                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1836                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1837                         }
1838                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1839 do_dump_avail:
1840                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1841                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1842                         } else {
1843                                 da_indx++;
1844                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1845                                         da_indx--;
1846                                         goto do_next;
1847                                 }
1848                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1849                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1850                         }
1851 do_next:
1852                         if (full)
1853                                 break;
1854                 }
1855         }
1856         *pte = 0;
1857         cpu_invltlb();
1858
1859         /*
1860          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1861          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1862          * calculation, etc.).
1863          */
1864         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1865
1866         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1867                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1868                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1869                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1870                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1871         }
1872
1873         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1874
1875         /* Trim off space for the message buffer. */
1876         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1877
1878         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1879
1880         /* Map the message buffer. */
1881         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1882                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1883                             phys_avail[pa_indx] + off);
1884         }
1885 }
1886
1887 struct machintr_abi MachIntrABI;
1888
1889 /*
1890  * IDT VECTORS:
1891  *      0       Divide by zero
1892  *      1       Debug
1893  *      2       NMI
1894  *      3       BreakPoint
1895  *      4       OverFlow
1896  *      5       Bound-Range
1897  *      6       Invalid OpCode
1898  *      7       Device Not Available (x87)
1899  *      8       Double-Fault
1900  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1901  *      10      Invalid-TSS
1902  *      11      Segment not present
1903  *      12      Stack
1904  *      13      General Protection
1905  *      14      Page Fault
1906  *      15      Reserved
1907  *      16      x87 FP Exception pending
1908  *      17      Alignment Check
1909  *      18      Machine Check
1910  *      19      SIMD floating point
1911  *      20-31   reserved
1912  *      32-255  INTn/external sources
1913  */
1914 u_int64_t
1915 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1916 {
1917         caddr_t kmdp;
1918         int gsel_tss, x, cpu;
1919 #if 0 /* JG */
1920         int metadata_missing, off;
1921 #endif
1922         struct mdglobaldata *gd;
1923         u_int64_t msr;
1924
1925         /*
1926          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1927          */
1928         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
1929         bzero(gd, sizeof(*gd));
1930
1931         /*
1932          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1933          * early in the boot sequence because the system assumes
1934          * that 'curthread' is never NULL.
1935          */
1936
1937         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1938         thread0.td_gd = &gd->mi;
1939
1940         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1941
1942 #if 0 /* JG */
1943         metadata_missing = 0;
1944         if (bootinfo.bi_modulep) {
1945                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1946                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1947         } else {
1948                 metadata_missing = 1;
1949         }
1950         if (bootinfo.bi_envp)
1951                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1952 #endif
1953
1954         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1955         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1956         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1957         if (kmdp == NULL)
1958                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1959         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1960         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1961 #ifdef DDB
1962         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1963         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1964 #endif
1965
1966         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1967                 bootverbose++;
1968
1969         /*
1970          * Default MachIntrABI to ICU
1971          */
1972         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1973
1974         /*
1975          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1976          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1977          */
1978         ncpus = 1;
1979         ncpus2 = 1;
1980         ncpus_fit = 1;
1981         /* Init basic tunables, hz etc */
1982         init_param1();
1983
1984         /*
1985          * make gdt memory segments
1986          */
1987         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1988                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
1989
1990         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
1991
1992         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1993                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1994                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1995         }
1996         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1997             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1998
1999         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2000         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2001         lgdt(&r_gdt);
2002
2003         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2004         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2005         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2006
2007         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2008         cpu_gdinit(gd, 0);
2009         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2010         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2011         safepri = TDPRI_MAX;
2012
2013         /* spinlocks and the BGL */
2014         init_locks();
2015
2016         /* exceptions */
2017         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2018                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2019         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2020         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2021         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2022         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2023         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2024         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2025         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2026         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2027         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2028         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2029         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2030         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2031         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2032         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2033         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2034         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2035         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2036         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2037         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2038
2039         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2040                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2041                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2042         }
2043
2044         lidt(&r_idt_arr[0]);
2045
2046         /*
2047          * Initialize the console before we print anything out.
2048          */
2049         cninit();
2050
2051 #if 0 /* JG */
2052         if (metadata_missing)
2053                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2054 #endif
2055
2056 #if     NISA >0
2057         elcr_probe();
2058         isa_defaultirq();
2059 #endif
2060         rand_initialize();
2061
2062         /*
2063          * Initialize IRQ mapping
2064          *
2065          * NOTE:
2066          * SHOULD be after elcr_probe()
2067          */
2068         MachIntrABI_ICU.initmap();
2069         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2070
2071 #ifdef DDB
2072         kdb_init();
2073         if (boothowto & RB_KDB)
2074                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2075 #endif
2076
2077 #if 0 /* JG */
2078         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2079         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2080         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2081 #endif
2082         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2083         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2084
2085         /*
2086          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2087          * becaue the cpu does significant power management in HLT
2088          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2089          *
2090          * On modern amd cpus or on any older amd or intel cpu,
2091          * cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI is needed to reduce power
2092          * consumption.
2093          */
2094         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2095             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2096                 cpu_idle_hlt = 1;
2097         }
2098
2099         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2100         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2101         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2102         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2103
2104         /*
2105          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2106          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2107          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2108          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2109          *
2110          * NOTE:
2111          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2112          * 'cpu_feature2'
2113          */
2114         if (ioapic_enable < 0) {
2115                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2116                         ioapic_enable = 0;
2117                 else
2118                         ioapic_enable = 1;
2119         }
2120
2121         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2122         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2123                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2124                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2125         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2126         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2127
2128         /* double fault stack */
2129         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2130                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2131                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2132
2133         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2134         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2135
2136         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2137         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2138         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2139         ltr(gsel_tss);
2140
2141         /* Set up the fast syscall stuff */
2142         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2143         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2144         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2145         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2146         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2147               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2148         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2149         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2150
2151         getmemsize(kmdp, physfree);
2152         init_param2(physmem);
2153
2154         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2155
2156         /* Map the message buffer. */
2157 #if 0 /* JG */
2158         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2159                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2160 #endif
2161
2162         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2163
2164
2165         /* transfer to user mode */
2166
2167         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2168         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2169         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2170
2171         load_ds(_udatasel);
2172         load_es(_udatasel);
2173         load_fs(_udatasel);
2174
2175         /* setup proc 0's pcb */
2176         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2177         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2178         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2179         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2180
2181         /* Location of kernel stack for locore */
2182         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2187  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2188  * data space were allocated in locore.
2189  *
2190  * Note: the idlethread's cpl is 0
2191  *
2192  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2193  */
2194 void
2195 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2196 {
2197         if (cpu)
2198                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2199
2200         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2201                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2202                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2203                         0, &gd->mi);
2204         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2205         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2206         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2207         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2208 }
2209
2210 /*
2211  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2212  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2213  * checking CPU_prvspace[*].
2214  */
2215 int
2216 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2217 {
2218 #if 0
2219         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2220             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2221                 return (TRUE);
2222         }
2223 #endif
2224         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2225                 return (TRUE);
2226         return (FALSE);
2227 }
2228
2229 struct globaldata *
2230 globaldata_find(int cpu)
2231 {
2232         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2233         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2234 }
2235
2236 /*
2237  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2238  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2239  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2240  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2241  */
2242 int
2243 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2244 {
2245         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2246                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2247         else
2248                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2249         return (0);
2250 }
2251
2252 int
2253 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2254 {
2255         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2256         return (0);
2257 }
2258
2259 int
2260 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2261 {
2262         struct trapframe *tp;
2263
2264         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2265                 return EINVAL;
2266         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2267         return (0);
2268 }
2269
2270 int
2271 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2272 {
2273         struct trapframe *tp;
2274
2275         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2276         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2277             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2278                 return (EINVAL);
2279         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2280         clear_quickret();
2281         return (0);
2282 }
2283
2284 static void
2285 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2286 {
2287         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2288         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2289         int i;
2290
2291         /* FPU control/status */
2292         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2293         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2294         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2295         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2296         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2297         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2298         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2299         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2300
2301         /* FPU registers */
2302         for (i = 0; i < 8; ++i)
2303                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2304 }
2305
2306 static void
2307 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2308 {
2309         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2310         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2311         int i;
2312
2313         /* FPU control/status */
2314         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2315         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2316         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2317         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2318         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2319         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2320         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2321         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2322
2323         /* FPU registers */
2324         for (i = 0; i < 8; ++i)
2325                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2326 }
2327
2328 int
2329 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2330 {
2331         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2332                 return EINVAL;
2333         if (cpu_fxsr) {
2334                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2335                                 (struct save87 *)fpregs);
2336                 return (0);
2337         }
2338         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2339         return (0);
2340 }
2341
2342 int
2343 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2344 {
2345         if (cpu_fxsr) {
2346                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2347                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2348                 return (0);
2349         }
2350         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2351         return (0);
2352 }
2353
2354 int
2355 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2356 {
2357         struct pcb *pcb;
2358
2359         if (lp == NULL) {
2360                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2361                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2362                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2363                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2364                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2365                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2366                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2367                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2368                 return (0);
2369         }
2370         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2371                 return EINVAL;
2372         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2373         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2374         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2375         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2376         dbregs->dr[4] = 0;
2377         dbregs->dr[5] = 0;
2378         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2379         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2380         return (0);
2381 }
2382
2383 int
2384 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2385 {
2386         if (lp == NULL) {
2387                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2388                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2389                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2390                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2391                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2392                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2393                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2394                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2395         } else {
2396                 struct pcb *pcb;
2397                 struct ucred *ucred;
2398                 int i;
2399                 uint64_t mask1, mask2;
2400
2401                 /*
2402                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2403                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2404                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2405                  * TRCTRAP.
2406                  */
2407                 /* JG this loop looks unreadable */
2408                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2409                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2410                  */
2411                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2412                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2413                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2414                  * carried to decide if it is safe and useful to
2415                  * provide access to that capability
2416                  */
2417                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2418                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2419                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2420                                 return (EINVAL);
2421
2422                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2423                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2424
2425                 /*
2426                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2427                  * process's address space.  If a process could do this, it
2428                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2429                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2430                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2431                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2432                  * uid 0.
2433                  *
2434                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2435                  * address space is written into from within the kernel
2436                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2437                  * from within kernel mode?
2438                  */
2439
2440                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2441                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2442                                 /* dr0 is enabled */
2443                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2444                                         return (EINVAL);
2445                         }
2446
2447                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2448                                 /* dr1 is enabled */
2449                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2450                                         return (EINVAL);
2451                         }
2452
2453                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2454                                 /* dr2 is enabled */
2455                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2456                                         return (EINVAL);
2457                         }
2458
2459                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2460                                 /* dr3 is enabled */
2461                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2462                                         return (EINVAL);
2463                         }
2464                 }
2465
2466                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2467                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2468                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2469                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2470                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2471                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2472
2473                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2474         }
2475
2476         return (0);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2481  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2482  */
2483 int
2484 user_dbreg_trap(void)
2485 {
2486         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2487         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2488         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2489         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2490         int i;
2491
2492         dr7 = rdr7();
2493         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2494                 /*
2495                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2496                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2497                  * hardware debug registers
2498                  */
2499                 return 0;
2500         }
2501
2502         nbp = 0;
2503         dr6 = rdr6();
2504         bp = dr6 & 0xf;
2505
2506         if (bp == 0) {
2507                 /*
2508                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2509                  * trap was not caused by any of the debug registers
2510                  */
2511                 return 0;
2512         }
2513
2514         /*
2515          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2516          * which ones and if any of them are user space addresses
2517          */
2518
2519         if (bp & 0x01) {
2520                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2521         }
2522         if (bp & 0x02) {
2523                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2524         }
2525         if (bp & 0x04) {
2526                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2527         }
2528         if (bp & 0x08) {
2529                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2530         }
2531
2532         for (i=0; i<nbp; i++) {
2533                 if (addr[i] <
2534                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2535                         /*
2536                          * addr[i] is in user space
2537                          */
2538                         return nbp;
2539                 }
2540         }
2541
2542         /*
2543          * None of the breakpoints are in user space.
2544          */
2545         return 0;
2546 }
2547
2548
2549 #ifndef DDB
2550 void
2551 Debugger(const char *msg)
2552 {
2553         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2554 }
2555 #endif /* no DDB */
2556
2557 #ifdef DDB
2558
2559 /*
2560  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2561  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2562  * called inside DDB.
2563  *
2564  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2565  */
2566
2567 #undef inb
2568 #undef outb
2569
2570 /* silence compiler warnings */
2571 u_char inb(u_int);
2572 void outb(u_int, u_char);
2573
2574 u_char
2575 inb(u_int port)
2576 {
2577         u_char  data;
2578         /*
2579          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2580          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2581          * if we tell it to load (u_short) port.
2582          */
2583         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2584         return (data);
2585 }
2586
2587 void
2588 outb(u_int port, u_char data)
2589 {
2590         u_char  al;
2591         /*
2592          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2593          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2594          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2595          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2596          */
2597         al = data;
2598         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2599 }
2600
2601 #endif /* DDB */
2602
2603
2604
2605 /*
2606  * initialize all the SMP locks
2607  */
2608
2609 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2610 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2611
2612 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2613 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2614
2615 /* critical region around INTR() routines */
2616 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2617
2618 /* lock region used by kernel profiling */
2619 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2620
2621 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2622 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2623
2624 /* lock regions around the clock hardware */
2625 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2626
2627 static void
2628 init_locks(void)
2629 {
2630         /*
2631          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2632          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2633          */
2634         cpu_get_initial_mplock();
2635         /* DEPRECATED */
2636         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2637         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2638         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2639         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2640         spin_lock_init(&com_spinlock);
2641         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2642
2643         /* our token pool needs to work early */
2644         lwkt_token_pool_init();
2645 }
2646
2647 boolean_t
2648 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2649 {
2650         int cx_idx, sub;
2651
2652         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2653         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2654                 return FALSE;
2655
2656         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2657         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2658                 return FALSE;
2659
2660         return TRUE;
2661 }
2662
2663 void
2664 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2665 {
2666         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2667 }
2668
2669 void
2670 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2671 {
2672         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2673 }
2674
2675 static int
2676 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2677     boolean_t allow_auto)
2678 {
2679         int error, cx_idx, old_cx_idx, sub = 0, hint;
2680         char name[16], *ptr, *start;
2681
2682         hint = *hint0;
2683         if (hint >= 0) {
2684                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2685                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2686         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2687                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2688         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2689                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2690         } else {
2691                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2692         }
2693
2694         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2695             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2696                 strlcpy(name, "NONE", sizeof(name));
2697         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2698                 strlcpy(name, "AUTO", sizeof(name));
2699         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2700                 strlcpy(name, "AUTODEEP", sizeof(name));
2701         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2702             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2703                 strlcpy(name, "INVALID", sizeof(name));
2704         else
2705                 ksnprintf(name, sizeof(name), "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2706
2707         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2708         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2709                 return error;
2710
2711         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2712             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2713                 return EOPNOTSUPP;
2714
2715         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2716                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2717                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2718                 goto done;
2719         }
2720         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2721                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2722                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2723                 goto done;
2724         }
2725
2726         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2727                 return EINVAL;
2728         start = &name[1];
2729         ptr = NULL;
2730
2731         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2732         if (ptr == start || *ptr != '/')
2733                 return EINVAL;
2734         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2735                 return EINVAL;
2736
2737         start = ptr + 1;
2738         ptr = NULL;
2739
2740         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2741         if (*ptr != '\0')
2742                 return EINVAL;
2743         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2744                 return EINVAL;
2745
2746         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2747 done:
2748         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2749                 return EOPNOTSUPP;
2750         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2751                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2752                 if (error)
2753                         return error;
2754         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2755                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2756         }
2757
2758         *hint0 = hint;
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 static int
2763 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2764 {
2765         int error;
2766
2767         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2768         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2769             &cpu_mwait_halt, TRUE);
2770         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2771         return error;
2772 }
2773
2774 static int
2775 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2776 {
2777         int error;
2778
2779         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2780         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2781             &cpu_mwait_spin, FALSE);
2782         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2783         return error;
2784 }