sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_inet.h"
  48 #include "opt_msgbuf.h"
  49 #include "opt_swap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/sysproto.h>
  54 #include <sys/signalvar.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/linker.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/buf.h>
  61 #include <sys/reboot.h>
  62 #include <sys/mbuf.h>
  63 #include <sys/msgbuf.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/usched.h>
  69 #include <sys/reg.h>
  70 #include <sys/sbuf.h>
  71 #include <sys/ctype.h>
  72 #include <sys/serialize.h>
  73 #include <sys/systimer.h>
  74
  75 #include <vm/vm.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <vm/vm_kern.h>
  79 #include <vm/vm_object.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_pager.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84
  85 #include <sys/thread2.h>
  86 #include <sys/mplock2.h>
  87 #include <sys/mutex2.h>
  88
  89 #include <sys/user.h>
  90 #include <sys/exec.h>
  91 #include <sys/cons.h>
  92
  93 #include <sys/efi.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #if 0 /* JG */
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/md_var.h>
 104 #include <machine/metadata.h>
 105 #include <machine/pc/bios.h>
 106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 108 #include <machine/smp.h>
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111 #include <machine/framebuffer.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #include <sys/machintr.h>
 123 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 124 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 125 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 126 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 127 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 128 #include <machine/mptable.h>
 129
 130 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 131
 132 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 133
 134 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 135 extern void identify_cpu(void);
 136 #if 0 /* JG */
 137 extern void finishidentcpu(void);
 138 #endif
 139 extern void panicifcpuunsupported(void);
 140
 141 static void cpu_startup(void *);
 142 static void pic_finish(void *);
 143 static void cpu_finish(void *);
 144
 145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 147 static void init_locks(void);
 148
 149 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 150
 151 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 152 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 153 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 154
 155 #ifdef DDB
 156 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 157 #endif
 158
 159 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 160 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 161
 162 vm_paddr_t efi_systbl_phys;
 163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 164 u_long  atdevbase;
 165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 166 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 167 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 168
 169 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 170
 171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 172 extern int swtch_optim_stats;
 173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 177 #endif
 178 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 179         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 181     "monitor/mwait target state");
 182
 183 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 184         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 185          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 186
 187 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 188
 189 #define CPU_MWAIT_C1            1
 190 #define CPU_MWAIT_C2            2
 191 #define CPU_MWAIT_C3            3
 192 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 193
 194 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 195 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 196
 197 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 198 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 199
 200 struct cpu_mwait_cx {
 201         int                     subcnt;
 202         char                    name[4];
 203         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 204         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 205 };
 206 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 207 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 208
 209 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 210 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 211 static int                      *cpu_mwait_hints;
 212
 213 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 214 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 215
 216 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 217
 218 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 219 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 220 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 221
 222 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 223 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 224
 225 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 226                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 227                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 228
 229 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 230     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 231 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 232     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 233
 234 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 235                     int *, boolean_t);
 236 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 237 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 238 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 239
 240 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 241     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 242 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 243     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 244 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 245     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 246
 247 long physmem = 0;
 248
 249 u_long ebda_addr = 0;
 250
 251 int imcr_present = 0;
 252
 253 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 254
 255 u_int base_memory;
 256
 257 static int
 258 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 259 {
 260         u_long pmem = ctob(physmem);
 261
 262         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 263         return (error);
 264 }
 265
 266 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 267         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 268
 269 static int
 270 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 271 {
 272         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 273                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 274         return (error);
 275 }
 276
 277 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 278         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 279
 280 static int
 281 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 282 {
 283         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 284                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 285         return (error);
 286 }
 287
 288 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 289         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 290
 291 vm_paddr_t Maxmem;
 292 vm_paddr_t Realmem;
 293
 294 /*
 295  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 296  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 297  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 298  * PHYSSEG entries.
 299  */
 300 vm_phystable_t phys_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 301 vm_phystable_t dump_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 302
 303 /* must be 1 less so 0 0 can signal end of chunks */
 304 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 1)
 305 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 1)
 306
 307 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 308 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 309 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 310 static struct trapframe proc0_tf;
 311
 312 static void
 313 cpu_startup(void *dummy)
 314 {
 315         caddr_t v;
 316         vm_size_t size = 0;
 317         vm_offset_t firstaddr;
 318
 319         /*
 320          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 321          */
 322         kprintf("%s", version);
 323         startrtclock();
 324         printcpuinfo();
 325         panicifcpuunsupported();
 326         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 327                 (intmax_t)Realmem,
 328                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 329         /*
 330          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 331          */
 332         if (bootverbose) {
 333                 int indx;
 334
 335                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 336                 for (indx = 0; phys_avail[indx].phys_end != 0; ++indx) {
 337                         vm_paddr_t size1;
 338
 339                         size1 = phys_avail[indx].phys_end -
 340                                 phys_avail[indx].phys_beg;
 341
 342                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 343                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_beg,
 344                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_end - 1,
 345                                 (intmax_t)size1,
 346                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 347                 }
 348         }
 349
 350         /*
 351          * Allocate space for system data structures.
 352          * The first available kernel virtual address is in "v".
 353          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 354          * As pages of memory are allocated and cleared,
 355          * "firstaddr" is incremented.
 356          * An index into the kernel page table corresponding to the
 357          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 358          */
 359
 360         /*
 361          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 362          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 363          * addresses to the various data structures.
 364          */
 365         firstaddr = 0;
 366 again:
 367         v = (caddr_t)firstaddr;
 368
 369 #define valloc(name, type, num) \
 370             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 371 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 372             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 373
 374         /*
 375          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
 376          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 377          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 378          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 379          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 380          * maxbcache bytes.
 381          *
 382          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 383          */
 384         if (nbuf == 0) {
 385                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
 386                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 387
 388                 nbuf = 50;
 389                 if (kbytes > 4096)
 390                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 391                 if (kbytes > 65536)
 392                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 393                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
 394                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 395         }
 396
 397         /*
 398          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 399          * kernel_map.
 400          */
 401         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 402                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
 403                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 404                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
 405                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 406         }
 407
 408         /*
 409          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 410          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 411          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 412          * can prevent the system from paging properly.
 413          */
 414         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 415                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
 416                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 417         }
 418
 419         /*
 420          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 421          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 422          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 423          */
 424         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 425                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 426                        sizeof(struct buf) / 2;
 427                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 428                         "considerations\n", nbuf);
 429         }
 430
 431         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 432 #ifdef NSWBUF_MIN
 433         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 434                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 435 #endif
 436         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 437 #ifdef NSWBUF_MIN
 438         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 439                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 440 #endif
 441
 442         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 443         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 444         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 445
 446         /*
 447          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 448          */
 449         if (firstaddr == 0) {
 450                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 451                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size),
 452                                        VM_SUBSYS_BUF);
 453                 if (firstaddr == 0)
 454                         panic("startup: no room for tables");
 455                 goto again;
 456         }
 457
 458         /*
 459          * End of second pass, addresses have been assigned
 460          *
 461          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 462          *
 463          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 464          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 465          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 466          */
 467         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 468                 panic("startup: table size inconsistency");
 469
 470         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 471                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 472                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 473         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 474                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 475         buffer_map.system_map = 1;
 476         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 477                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 478                       pager_map_size);
 479         pager_map.system_map = 1;
 480         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 481                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 482                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 483                 1024 / 1024);
 484 }
 485
 486 struct cpu_idle_stat {
 487         int     hint;
 488         int     reserved;
 489         u_long  halt;
 490         u_long  spin;
 491         u_long  repeat;
 492         u_long  repeat_last;
 493         u_long  repeat_delta;
 494         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 495 } __cachealign;
 496
 497 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 498 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 499
 500 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 501
 502 static int
 503 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 504 {
 505         int idx = arg2, cpu, error;
 506         u_long val = 0;
 507
 508         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 509                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 510                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 511         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 512                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 513                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 514         } else {
 515                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 516                     ("invalid index %d", idx));
 517                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 518                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 519         }
 520
 521         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 522         if (error || req->newptr == NULL)
 523                 return error;
 524
 525         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 526                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 527                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 528                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 529         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 530                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 531                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 532                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 533         } else {
 534                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 535                     ("invalid index %d", idx));
 536                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 537                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 538                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 539         }
 540         return 0;
 541 }
 542
 543 static void
 544 cpu_mwait_attach(void)
 545 {
 546         struct sbuf sb;
 547         int hint_idx, i;
 548
 549         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 550                 return;
 551
 552         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 553             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 554              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 555               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 556                 int bm_sts = 1;
 557
 558                 /*
 559                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 560                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 561                  */
 562                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 563
 564                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 565                 if (!bm_sts)
 566                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 567         }
 568
 569         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 570             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 571
 572         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 573                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 574                 int sub;
 575
 576                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 577
 578                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 579                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 580                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 581                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 582                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 583                         continue;
 584
 585                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 586                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 587                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 588                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 589                     "sub-state count");
 590                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 591                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 592                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 593                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 594
 595                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 596                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 597         }
 598         sbuf_trim(&sb);
 599         sbuf_finish(&sb);
 600
 601         /*
 602          * Non-deep C-states
 603          */
 604         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 605         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 606                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 607         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 608                                   M_DEVBUF, M_WAITOK);
 609
 610         hint_idx = 0;
 611         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 612                 int j, subcnt;
 613
 614                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 615                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 616                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 617                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 618                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 619                         ++hint_idx;
 620                 }
 621         }
 622         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 623             ("mwait hint count %d != index %d",
 624              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 625
 626         if (bootverbose) {
 627                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 628                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 629                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 630
 631                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 632                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 633                             hint);
 634                 }
 635         }
 636
 637         /*
 638          * Deep C-states
 639          */
 640         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 641                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 642         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 643             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 644
 645         hint_idx = 0;
 646         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 647                 int j, subcnt;
 648
 649                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 650                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 651                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 652                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 653                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 654                         ++hint_idx;
 655                 }
 656         }
 657         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 658             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 659              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 660
 661         if (bootverbose) {
 662                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 663                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 664                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 665
 666                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 667                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 668                             hint);
 669                 }
 670         }
 671         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 672
 673         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 674                 char name[16];
 675
 676                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 677                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 678                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 679                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 680                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 681         }
 682 }
 683
 684 static void
 685 cpu_finish(void *dummy __unused)
 686 {
 687         cpu_setregs();
 688         cpu_mwait_attach();
 689 }
 690
 691 static void
 692 pic_finish(void *dummy __unused)
 693 {
 694         /* Log ELCR information */
 695         elcr_dump();
 696
 697         /* Log MPTABLE information */
 698         mptable_pci_int_dump();
 699
 700         /* Finalize PCI */
 701         MachIntrABI.finalize();
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Send an interrupt to process.
 706  *
 707  * Stack is set up to allow sigcode stored
 708  * at top to call routine, followed by kcall
 709  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 710  * resets the signal mask, the stack, and the
 711  * frame pointer, it returns to the user
 712  * specified pc, psl.
 713  */
 714 void
 715 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 716 {
 717         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 718         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 719         struct trapframe *regs;
 720         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 721         struct sigframe sf, *sfp;
 722         int oonstack;
 723         char *sp;
 724
 725         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 726         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 727
 728         /* Save user context */
 729         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 730         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 731         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 732         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 733         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 734         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 735
 736         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 737         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 738
 739         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 740         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 741             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 742                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 743                               sizeof(struct sigframe));
 744                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 745         } else {
 746                 /* We take red zone into account */
 747                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 748         }
 749
 750         /*
 751          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 752          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 753          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 754          * kernel is ok.
 755          *
 756          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 757          * context directly.
 758          */
 759         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 760
 761         /* Translate the signal is appropriate */
 762         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 763                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 764                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 765         }
 766
 767         /*
 768          * Build the argument list for the signal handler.
 769          *
 770          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 771          */
 772         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 773         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 774
 775         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 776                 /*
 777                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 778                  *
 779                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 780                  */
 781                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 782                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 783                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 784
 785                 /* fill siginfo structure */
 786                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 787                 sf.sf_si.si_code = code;
 788                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 789         } else {
 790                 /*
 791                  * Old FreeBSD-style arguments.
 792                  *
 793                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 794                  */
 795                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 796                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 797                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 798         }
 799
 800         /*
 801          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 802          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 803          * eflags.
 804          */
 805 #if 0 /* JG */
 806         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 807                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 808                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 809
 810                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 811                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 812                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 813                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 814
 815                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 816                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 817                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 818                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 819
 820                 /*
 821                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 822                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 823                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 824                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 825                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 826                  */
 827                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 828         }
 829 #endif
 830
 831         /*
 832          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 833          */
 834         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 835
 836         /*
 837          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 838          */
 839         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 840                 /*
 841                  * Something is wrong with the stack pointer.
 842                  * ...Kill the process.
 843                  */
 844                 sigexit(lp, SIGILL);
 845         }
 846
 847         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 848         regs->tf_rip = trunc_page64(PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode));
 849         regs->tf_rip -= SZSIGCODE_EXTRA_BYTES;
 850
 851         /*
 852          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 853          * on function entry
 854          */
 855         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 856
 857         /*
 858          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 859          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 860          * stored in-context.
 861          */
 862         regs->tf_cs = _ucodesel;
 863         regs->tf_ss = _udatasel;
 864         clear_quickret();
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 869  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 870  * issue.
 871  *
 872  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 873  * bad idea?
 874  */
 875 int
 876 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 877 {
 878         frame->tf_cs = _ucodesel;
 879         frame->tf_ss = _udatasel;
 880         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 881         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 882         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 883
 884         return(0);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 889  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 890  */
 891 int
 892 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 893 {
 894         return(0);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 899  *
 900  * System call to cleanup state after a signal
 901  * has been taken.  Reset signal mask and
 902  * stack state from context left by sendsig (above).
 903  * Return to previous pc and psl as specified by
 904  * context left by sendsig. Check carefully to
 905  * make sure that the user has not modified the
 906  * state to gain improper privileges.
 907  *
 908  * MPSAFE
 909  */
 910 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 911 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 912
 913 int
 914 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 915 {
 916         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 917         struct trapframe *regs;
 918         ucontext_t uc;
 919         ucontext_t *ucp;
 920         register_t rflags;
 921         int cs;
 922         int error;
 923
 924         /*
 925          * We have to copy the information into kernel space so userland
 926          * can't modify it while we are sniffing it.
 927          */
 928         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 929         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 930         if (error)
 931                 return (error);
 932         ucp = &uc;
 933         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 934
 935         /* VM (8086) mode not supported */
 936         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 937
 938 #if 0 /* JG */
 939         if (eflags & PSL_VM) {
 940                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 941                 struct vm86_kernel *vm86;
 942
 943                 /*
 944                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 945                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 946                  */
 947                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 948                         return (EINVAL);
 949                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 950                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 951                         return (EINVAL);
 952
 953                 /* go back to user mode if both flags are set */
 954                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 955                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 956
 957                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 958                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 959                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 960                 } else {
 961                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 962                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 963                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 964                 }
 965                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 966                 tf->tf_eflags = eflags;
 967                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 968                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 969                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 970                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 971                 tf->tf_ds = _udatasel;
 972                 tf->tf_es = _udatasel;
 973                 tf->tf_fs = _udatasel;
 974                 tf->tf_gs = _udatasel;
 975         } else
 976 #endif
 977         {
 978                 /*
 979                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 980                  */
 981                 /*
 982                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 983                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 984                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 985                  * the signal context during signal handling and there is no
 986                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 987                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 988                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 989                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 990                  */
 991                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 992                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 993                         return(EINVAL);
 994                 }
 995
 996                 /*
 997                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 998                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 999                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1000                  */
1001                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1002                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1003                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1004                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1005                         return(EINVAL);
1006                 }
1007                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1008         }
1009
1010         /*
1011          * Restore the FPU state from the frame
1012          */
1013         crit_enter();
1014         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1015
1016         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1017                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1018         else
1019                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1020
1021         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1022         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1023         clear_quickret();
1024         crit_exit();
1025         return(EJUSTRETURN);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Machine dependent boot() routine
1030  *
1031  * I haven't seen anything to put here yet
1032  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1033  */
1034 void
1035 cpu_boot(int howto)
1036 {
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Shutdown the CPU as much as possible
1041  */
1042 void
1043 cpu_halt(void)
1044 {
1045         for (;;)
1046                 __asm__ __volatile("hlt");
1047 }
1048
1049 /*
1050  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1051  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1052  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1053  *
1054  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1055  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1056  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1057  * critical section.
1058  *
1059  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1060  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1061  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1062  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1063  *
1064  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1065  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1066  *
1067  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1068  */
1069 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1070 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1071     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1072 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1073     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1074
1075 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1076     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1077 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1078     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1079
1080 static void
1081 cpu_idle_default_hook(void)
1082 {
1083         /*
1084          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1085          * following the sti.
1086          */
1087         __asm __volatile("sti; hlt");
1088 }
1089
1090 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1091 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1092
1093 static __inline int
1094 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1095 {
1096         int hint, cx_idx;
1097         u_int idx;
1098
1099         hint = stat->hint;
1100         if (hint >= 0)
1101                 goto done;
1102
1103         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1104             cpu_mwait_repeat_shift;
1105         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1106                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1107                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1108         }
1109         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1110                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1111                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1112                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1113         } else {
1114                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1115                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1116                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1117         }
1118 done:
1119         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1120         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1121                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1122         return hint;
1123 }
1124
1125 void
1126 cpu_idle(void)
1127 {
1128         globaldata_t gd = mycpu;
1129         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1130         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1131         int reqflags;
1132         int quick;
1133
1134         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1135
1136         crit_exit();
1137         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1138
1139         for (;;) {
1140                 /*
1141                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1142                  */
1143                 lwkt_switch();
1144
1145                 /*
1146                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1147                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1148                  * splz() does the job.
1149                  *
1150                  * cpu_idle_hlt:
1151                  *      0       Never halt, just spin
1152                  *
1153                  *      1       Always use MONITOR/MWAIT if avail, HLT
1154                  *              otherwise.
1155                  *
1156                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1157                  *              cpus.
1158                  *
1159                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1160                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1161                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1162                  *
1163                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1164                  *              Intel cpus.
1165                  *
1166                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1167                  *              eats the least amount of power but the cpu
1168                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1169                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1170                  *
1171                  *              Usually the best default for AMD cpus.
1172                  *
1173                  *      4       Always use HLT.
1174                  *
1175                  *      5       Always spin.
1176                  *
1177                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1178                  *       section.
1179                  *
1180                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1181                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1182                  *       it overflows.
1183                  *
1184                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1185                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1186                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1187                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1188                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1189                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1190                  *
1191                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1192                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1193                  * the request.
1194                  */
1195                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1196                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1197                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1198                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1199                         stat->repeat_last = 0;
1200                         stat->repeat_delta = 0;
1201                 }
1202                 ++stat->repeat_last;
1203
1204                 ++gd->gd_idle_repeat;
1205                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1206                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1207                         (cpu_idle_hlt == 2 &&
1208                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1209
1210                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1211                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1212                         splz(); /* XXX */
1213                         crit_enter_gd(gd);
1214                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1215                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1216                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1217                         stat->halt++;
1218                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1219                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1220                                                       gd->gd_cpuid)) {
1221                                 cpu_invltlb();
1222                                 cpu_mfence();
1223                         }
1224                         crit_exit_gd(gd);
1225                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1226                         __asm __volatile("cli");
1227                         splz();
1228                         crit_enter_gd(gd);
1229                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1230                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1231                                 if (cpu_idle_hlt == 5) {
1232                                         __asm __volatile("sti");
1233                                 } else if (quick || cpu_idle_hlt == 4) {
1234                                         cpu_idle_default_hook();
1235                                 } else {
1236                                         cpu_idle_hook();
1237                                 }
1238                         }
1239                         __asm __volatile("sti");
1240                         stat->halt++;
1241                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1242                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1243                                                       gd->gd_cpuid)) {
1244                                 cpu_invltlb();
1245                                 cpu_mfence();
1246                         }
1247                         crit_exit_gd(gd);
1248                 } else {
1249                         splz();
1250                         __asm __volatile("sti");
1251                         stat->spin++;
1252                         crit_enter_gd(gd);
1253                         crit_exit_gd(gd);
1254                 }
1255         }
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Called in a loop indirectly via Xcpustop
1260  */
1261 void
1262 cpu_smp_stopped(void)
1263 {
1264         globaldata_t gd = mycpu;
1265         volatile __uint64_t *ptr;
1266         __uint64_t ovalue;
1267
1268         ptr = CPUMASK_ADDR(started_cpus, gd->gd_cpuid);
1269         ovalue = *ptr;
1270         if ((ovalue & CPUMASK_SIMPLE(gd->gd_cpuid & 63)) == 0) {
1271                 if (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) {
1272                         if (cpu_mwait_hints) {
1273                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1274                                            ovalue,
1275                                            cpu_mwait_hints[CPU_MWAIT_C1], 0);
1276                         } else {
1277                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1278                                            ovalue, 0, 0);
1279                         }
1280                 } else {
1281                         cpu_halt();     /* depend on lapic timer */
1282                 }
1283         }
1284 }
1285
1286 /*
1287  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1288  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1289  * we let it spin.
1290  */
1291 void
1292 cpu_spinlock_contested(void)
1293 {
1294         cpu_pause();
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Clear registers on exec
1299  */
1300 void
1301 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1302 {
1303         struct thread *td = curthread;
1304         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1305         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1306         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1307
1308         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1309         user_ldt_free(pcb);
1310
1311         clear_quickret();
1312         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1313         regs->tf_rip = entry;
1314         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1315         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1316         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1317         regs->tf_ss = _udatasel;
1318         regs->tf_cs = _ucodesel;
1319         regs->tf_rbx = ps_strings;
1320
1321         /*
1322          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1323          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1324          */
1325         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1326                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1327                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1328                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1329                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1330                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1331                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1332                 if (pcb == td->td_pcb) {
1333                         /*
1334                          * Clear the debug registers on the running
1335                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1336                          * the next process we switch to.
1337                          */
1338                         reset_dbregs();
1339                 }
1340                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1341         }
1342
1343         /*
1344          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1345          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1346          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1347          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1348          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1349          */
1350         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1351
1352         /*
1353          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1354          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1355          *       may panic in npxdna().
1356          */
1357         crit_enter();
1358         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1359
1360         /*
1361          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1362          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1363          *       code knows what the current MSR values are.
1364          */
1365         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1366         pcb->pcb_gsbase = 0;
1367         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1368         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1369         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1370         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1371
1372         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1373         npxinit();
1374         crit_exit();
1375
1376         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1377         pcb->pcb_es = _udatasel;
1378         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1379         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1380 }
1381
1382 void
1383 cpu_setregs(void)
1384 {
1385         register_t cr0;
1386
1387         cr0 = rcr0();
1388         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1389         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1390         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1391         load_cr0(cr0);
1392         load_gs(_udatasel);
1393 }
1394
1395 static int
1396 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1397 {
1398         int error;
1399         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1400                 req);
1401         if (!error && req->newptr)
1402                 resettodr();
1403         return (error);
1404 }
1405
1406 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1407         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1408
1409 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1410         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1411
1412 #if 0 /* JG */
1413 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1414         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1415 #endif
1416
1417 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1418         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1419
1420 static int
1421 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1422 {
1423         struct efi_map_header *efihdr;
1424         caddr_t kmdp;
1425         uint32_t efisize;
1426
1427         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1428         if (kmdp == NULL)
1429                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1430         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1431             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1432         if (efihdr == NULL)
1433                 return (0);
1434         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
1435         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
1436 }
1437 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
1438     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
1439
1440 /*
1441  * Initialize 386 and configure to run kernel
1442  */
1443
1444 /*
1445  * Initialize segments & interrupt table
1446  */
1447
1448 int _default_ldt;
1449 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1450 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1451 #if 0 /* JG */
1452 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1453 #endif
1454
1455 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1456 struct region_descriptor r_gdt;
1457 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1458
1459 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1460 void *proc0paddr;
1461 /* JG alignment? */
1462 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1463
1464
1465 /* software prototypes -- in more palatable form */
1466 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1467 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1468 {       0x0,                    /* segment base address  */
1469         0x0,                    /* length */
1470         0,                      /* segment type */
1471         0,                      /* segment descriptor priority level */
1472         0,                      /* segment descriptor present */
1473         0,                      /* long */
1474         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1475         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1476 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1477 {       0x0,                    /* segment base address  */
1478         0xfffff,                /* length - all address space */
1479         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1480         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1481         1,                      /* segment descriptor present */
1482         1,                      /* long */
1483         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1484         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1485 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1486 {       0x0,                    /* segment base address  */
1487         0xfffff,                /* length - all address space */
1488         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1489         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1490         1,                      /* segment descriptor present */
1491         1,                      /* long */
1492         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1493         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1494 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1495 {       0x0,                    /* segment base address  */
1496         0xfffff,                /* length - all address space */
1497         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1498         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1499         1,                      /* segment descriptor present */
1500         0,                      /* long */
1501         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1502         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1503 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1504 {       0x0,                    /* segment base address  */
1505         0xfffff,                /* length - all address space */
1506         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1507         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1508         1,                      /* segment descriptor present */
1509         0,                      /* long */
1510         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1511         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1512 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1513 {       0x0,                    /* segment base address  */
1514         0xfffff,                /* length - all address space */
1515         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1516         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1517         1,                      /* segment descriptor present */
1518         1,                      /* long */
1519         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1520         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1521 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1522 {
1523         0x0,                    /* segment base address */
1524         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1525         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1526         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1527         1,                      /* segment descriptor present */
1528         0,                      /* long */
1529         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1530         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1531 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1532 {       0x0,                    /* segment base address  */
1533         0x0,                    /* length */
1534         0,                      /* segment type */
1535         0,                      /* segment descriptor priority level */
1536         0,                      /* segment descriptor present */
1537         0,                      /* long */
1538         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1539         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1540 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1541 {       0x0,                    /* segment base address  */
1542         0xfffff,                /* length - all address space */
1543         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1544         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1545         1,                      /* segment descriptor present */
1546         0,                      /* long */
1547         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1548         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1549 };
1550
1551 void
1552 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1553 {
1554         int cpu;
1555
1556         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1557                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1558
1559                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1560                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1561                 ip->gd_ist = ist;
1562                 ip->gd_xx = 0;
1563                 ip->gd_type = typ;
1564                 ip->gd_dpl = dpl;
1565                 ip->gd_p = 1;
1566                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1567         }
1568 }
1569
1570 void
1571 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1572 {
1573         struct gate_descriptor *ip;
1574
1575         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1576
1577         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1578         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1579         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1580         ip->gd_ist = ist;
1581         ip->gd_xx = 0;
1582         ip->gd_type = typ;
1583         ip->gd_dpl = dpl;
1584         ip->gd_p = 1;
1585         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1586 }
1587
1588 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1589
1590 extern inthand_t
1591         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1592         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1593         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1594         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1595         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1596         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1597
1598 void
1599 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1600 {
1601         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1602         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1603         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1604         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1605         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1606         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1607         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1608 }
1609
1610 void
1611 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1612 {
1613
1614         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1615         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1616         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1617         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1618         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1619         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1620         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1621         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1622         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1623         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1624 }
1625
1626 void
1627 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1628     struct system_segment_descriptor *sd)
1629 {
1630
1631         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1632         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1633         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1634         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1635         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1636         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1637         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1638         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1643  * available physical memory in the system, then test this memory and
1644  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1645  *
1646  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1647  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1648  *
1649  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1650  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1651  *
1652  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1653  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1654  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1655  *
1656  * XXX first should be vm_paddr_t.
1657  */
1658
1659 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1660 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1661 #define PHYSMAP_SIZE            VM_PHYSSEG_MAX
1662
1663 vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1664 struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1665 struct efi_map_header *efihdrbase;
1666 u_int32_t smapsize;
1667
1668 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1669 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1670
1671 static void
1672 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1673 {
1674         int i;
1675
1676         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1677         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1678
1679         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1680                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1681                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1682                             smap->type, smap->base, smap->length);
1683
1684                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1685                         continue;
1686
1687                 if (smap->length == 0)
1688                         continue;
1689
1690                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1691                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1692                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1693                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1694                                                 "memory region, ignoring "
1695                                                 "second region\n");
1696                                 }
1697                                 break;
1698                         }
1699                 }
1700                 if (i <= *physmap_idx)
1701                         continue;
1702
1703                 Realmem += smap->length;
1704
1705                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1706                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1707                         continue;
1708                 }
1709
1710                 *physmap_idx += 2;
1711                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1712                         kprintf("Too many segments in the physical "
1713                                 "address map, giving up\n");
1714                         break;
1715                 }
1716                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1717                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1718         }
1719 }
1720
1721 static void
1722 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1723 {
1724          struct efi_md *map, *p;
1725          const char *type;
1726          size_t efisz;
1727          int i, ndesc;
1728
1729         static const char *types[] = {
1730                 "Reserved",
1731                 "LoaderCode",
1732                 "LoaderData",
1733                 "BootServicesCode",
1734                 "BootServicesData",
1735                 "RuntimeServicesCode",
1736                 "RuntimeServicesData",
1737                 "ConventionalMemory",
1738                 "UnusableMemory",
1739                 "ACPIReclaimMemory",
1740                 "ACPIMemoryNVS",
1741                 "MemoryMappedIO",
1742                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1743                 "PalCode"
1744          };
1745
1746         /*
1747          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1748          * Boot Services API.
1749          */
1750         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1751         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1752
1753         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1754                 return;
1755         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1756
1757         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1758                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1759                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1760
1761         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1762             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1763                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1764                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1765                                 type = types[p->md_type];
1766                         else
1767                                 type = "<INVALID>";
1768                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1769                             p->md_virt, p->md_pages);
1770                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1771                                 kprintf("UC ");
1772                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1773                                 kprintf("WC ");
1774                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1775                                 kprintf("WT ");
1776                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1777                                 kprintf("WB ");
1778                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1779                                 kprintf("UCE ");
1780                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1781                                 kprintf("WP ");
1782                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1783                                 kprintf("RP ");
1784                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1785                                 kprintf("XP ");
1786                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1787                                 kprintf("RUNTIME");
1788                         kprintf("\n");
1789                 }
1790
1791                 switch (p->md_type) {
1792                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1793                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1794                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1795                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1796                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1797                         /*
1798                          * We're allowed to use any entry with these types.
1799                          */
1800                         break;
1801                 default:
1802                         continue;
1803                 }
1804
1805                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1806
1807                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1808                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1809                         continue;
1810                 }
1811
1812                 *physmap_idx += 2;
1813                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1814                         kprintf("Too many segments in the physical "
1815                                 "address map, giving up\n");
1816                         break;
1817                 }
1818                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1819                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1820          }
1821 }
1822
1823 struct fb_info efi_fb_info;
1824 static int have_efi_framebuffer = 0;
1825
1826 static void
1827 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1828 {
1829         uint64_t sz;
1830         vm_offset_t addr, v;
1831
1832         v = efi_fb_info.vaddr;
1833         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1834
1835         if (direct_map) {
1836                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1837                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1838                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1839         } else {
1840                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1841                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1842         }
1843 }
1844
1845 static u_int
1846 efifb_color_depth(struct efi_fb *efifb)
1847 {
1848         uint32_t mask;
1849         u_int depth;
1850
1851         mask = efifb->fb_mask_red | efifb->fb_mask_green |
1852             efifb->fb_mask_blue | efifb->fb_mask_reserved;
1853         if (mask == 0)
1854                 return (0);
1855         for (depth = 1; mask != 1; depth++)
1856                 mask >>= 1;
1857         return (depth);
1858 }
1859
1860 int
1861 probe_efi_fb(int early)
1862 {
1863         struct efi_fb   *efifb;
1864         caddr_t         kmdp;
1865         u_int           depth;
1866
1867         if (have_efi_framebuffer) {
1868                 if (!early &&
1869                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1870                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1871                         efi_fb_init_vaddr(0);
1872                 return 0;
1873         }
1874
1875         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1876         if (kmdp == NULL)
1877                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1878         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1879             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1880         if (efifb == NULL)
1881                 return 1;
1882
1883         depth = efifb_color_depth(efifb);
1884         /*
1885          * Our bootloader should already notice, when we won't be able to
1886          * use the UEFI framebuffer.
1887          */
1888         if (depth != 24 && depth != 32)
1889                 return 1;
1890
1891         have_efi_framebuffer = 1;
1892
1893         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1894         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1895         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1896         efi_fb_info.depth = depth;
1897         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * (depth / 8);
1898         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1899         if (early) {
1900                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1901         } else {
1902                 efi_fb_init_vaddr(0);
1903         }
1904         efi_fb_info.fbops.fb_set_par = NULL;
1905         efi_fb_info.fbops.fb_blank = NULL;
1906         efi_fb_info.fbops.fb_debug_enter = NULL;
1907         efi_fb_info.device = NULL;
1908
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 static void
1913 efifb_startup(void *arg)
1914 {
1915         probe_efi_fb(0);
1916 }
1917
1918 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1919
1920 static void
1921 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1922 {
1923         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1924         int i, j;
1925         vm_paddr_t pa;
1926         vm_paddr_t msgbuf_size;
1927         u_long physmem_tunable;
1928         pt_entry_t *pte;
1929         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1930
1931         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1932         physmap_idx = 0;
1933
1934         /*
1935          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1936          *
1937          * subr_module.c says:
1938          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1939          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1940          */
1941         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1942                      MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1943         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1944                    MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1945         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1946                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1947
1948         if (efihdrbase == NULL)
1949                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1950         else
1951                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1952
1953         base_memory = physmap[1] / 1024;
1954         /* make hole for AP bootstrap code */
1955         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1956
1957         /* Save EBDA address, if any */
1958         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1959         ebda_addr <<= 4;
1960
1961         /*
1962          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1963          * highest page of the physical address space.  It should be
1964          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1965          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1966          */
1967         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1968
1969 #ifdef MAXMEM
1970         Maxmem = MAXMEM / 4;
1971 #endif
1972
1973         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1974                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1975
1976         /*
1977          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1978          * in the system.
1979          */
1980         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1981                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1982
1983         /*
1984          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1985          */
1986         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1987                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1988                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1989         }
1990
1991         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1992             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1993                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1994         }
1995
1996         /*
1997          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1998          *
1999          * Mask off page 0.
2000          */
2001         pmap_bootstrap(&first);
2002         physmap[0] = PAGE_SIZE;
2003
2004         /*
2005          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
2006          * exceeding Maxmem.
2007          */
2008         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2009                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
2010                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
2011                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
2012                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2013                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2014
2015                 physmap[j] = physmap[i];
2016                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
2017
2018                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
2019                         j += 2;
2020         }
2021         physmap_idx = j - 2;
2022
2023         /*
2024          * Align anything else used in the validation loop.
2025          */
2026         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2027
2028         /*
2029          * Size up each available chunk of physical memory.
2030          */
2031         pa_indx = 0;
2032         da_indx = 0;
2033         phys_avail[pa_indx].phys_beg = physmap[0];
2034         phys_avail[pa_indx].phys_end = physmap[0];
2035         dump_avail[da_indx].phys_beg = 0;
2036         dump_avail[da_indx].phys_end = physmap[0];
2037         pte = CMAP1;
2038
2039         /*
2040          * Get dcons buffer address
2041          */
2042         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2043             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2044                 dcons_addr = 0;
2045
2046         /*
2047          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
2048          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
2049          * of PAGE_SIZE.
2050          */
2051         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2052                 vm_paddr_t end;
2053                 vm_paddr_t incr = PHYSMAP_ALIGN;
2054
2055                 end = physmap[i + 1];
2056
2057                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
2058                         int page_bad, full;
2059                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
2060                         uint64_t tmp;
2061
2062                         incr = PHYSMAP_ALIGN;
2063                         full = FALSE;
2064
2065                         /*
2066                          * block out kernel memory as not available.
2067                          */
2068                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
2069                                 goto do_dump_avail;
2070
2071                         /*
2072                          * block out dcons buffer
2073                          */
2074                         if (dcons_addr > 0
2075                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2076                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2077                                 goto do_dump_avail;
2078                         }
2079
2080                         page_bad = FALSE;
2081
2082                         /*
2083                          * Always test the first and last block supplied in
2084                          * the map entry, but it just takes too long to run
2085                          * the test these days and we already have to skip
2086                          * pages.  Handwave it on PHYSMAP_HANDWAVE boundaries.
2087                          */
2088                         if (pa != physmap[i]) {
2089                                 vm_paddr_t bytes = end - pa;
2090                                 if ((pa & PHYSMAP_HANDWAVE_MASK) == 0 &&
2091                                     bytes >= PHYSMAP_HANDWAVE + PHYSMAP_ALIGN) {
2092                                         incr = PHYSMAP_HANDWAVE;
2093                                         goto handwaved;
2094                                 }
2095                         }
2096
2097                         /*
2098                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2099                          */
2100                         *pte = pa |
2101                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2102                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2103                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2104                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2105                         cpu_mfence();
2106
2107                         tmp = *ptr;
2108                         /*
2109                          * Test for alternating 1's and 0's
2110                          */
2111                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2112                         cpu_mfence();
2113                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2114                                 page_bad = TRUE;
2115                         /*
2116                          * Test for alternating 0's and 1's
2117                          */
2118                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2119                         cpu_mfence();
2120                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2121                                 page_bad = TRUE;
2122                         /*
2123                          * Test for all 1's
2124                          */
2125                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2126                         cpu_mfence();
2127                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2128                                 page_bad = TRUE;
2129                         /*
2130                          * Test for all 0's
2131                          */
2132                         *ptr = 0x0;
2133                         cpu_mfence();
2134                         if (*ptr != 0x0)
2135                                 page_bad = TRUE;
2136                         /*
2137                          * Restore original value.
2138                          */
2139                         *ptr = tmp;
2140 handwaved:
2141
2142                         /*
2143                          * Adjust array of valid/good pages.
2144                          */
2145                         if (page_bad == TRUE)
2146                                 continue;
2147
2148                         /*
2149                          * If this good page is a continuation of the
2150                          * previous set of good pages, then just increase
2151                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2152                          * Note that "end" points one higher than end,
2153                          * making the range >= start and < end.
2154                          * If we're also doing a speculative memory
2155                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2156                          * so that we keep going. The first bad page
2157                          * will terminate the loop.
2158                          */
2159                         if (phys_avail[pa_indx].phys_end == pa) {
2160                                 phys_avail[pa_indx].phys_end += incr;
2161                         } else {
2162                                 ++pa_indx;
2163                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2164                                         kprintf(
2165                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2166                                         --pa_indx;
2167                                         full = TRUE;
2168                                         goto do_dump_avail;
2169                                 }
2170                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = pa;
2171                                 phys_avail[pa_indx].phys_end = pa + incr;
2172                         }
2173                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2174 do_dump_avail:
2175                         if (dump_avail[da_indx].phys_end == pa) {
2176                                 dump_avail[da_indx].phys_end += incr;
2177                         } else {
2178                                 ++da_indx;
2179                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2180                                         --da_indx;
2181                                         goto do_next;
2182                                 }
2183                                 dump_avail[da_indx].phys_beg = pa;
2184                                 dump_avail[da_indx].phys_end = pa + incr;
2185                         }
2186 do_next:
2187                         if (full)
2188                                 break;
2189                 }
2190         }
2191         *pte = 0;
2192         cpu_invltlb();
2193         cpu_mfence();
2194
2195         /*
2196          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2197          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2198          * calculation, etc.).
2199          */
2200         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2201
2202         while (phys_avail[pa_indx].phys_beg + PHYSMAP_ALIGN + msgbuf_size >=
2203                phys_avail[pa_indx].phys_end) {
2204                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx].phys_end -
2205                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg);
2206                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = 0;
2207                 phys_avail[pa_indx].phys_end = 0;
2208                 --pa_indx;
2209         }
2210
2211         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx].phys_end);
2212
2213         /* Trim off space for the message buffer. */
2214         phys_avail[pa_indx].phys_end -= msgbuf_size;
2215
2216         avail_end = phys_avail[pa_indx].phys_end;
2217
2218         /* Map the message buffer. */
2219         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2220                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2221         }
2222         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2223         if (have_efi_framebuffer)
2224                 efi_fb_init_vaddr(1);
2225 }
2226
2227 struct machintr_abi MachIntrABI;
2228
2229 /*
2230  * IDT VECTORS:
2231  *      0       Divide by zero
2232  *      1       Debug
2233  *      2       NMI
2234  *      3       BreakPoint
2235  *      4       OverFlow
2236  *      5       Bound-Range
2237  *      6       Invalid OpCode
2238  *      7       Device Not Available (x87)
2239  *      8       Double-Fault
2240  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2241  *      10      Invalid-TSS
2242  *      11      Segment not present
2243  *      12      Stack
2244  *      13      General Protection
2245  *      14      Page Fault
2246  *      15      Reserved
2247  *      16      x87 FP Exception pending
2248  *      17      Alignment Check
2249  *      18      Machine Check
2250  *      19      SIMD floating point
2251  *      20-31   reserved
2252  *      32-255  INTn/external sources
2253  */
2254 u_int64_t
2255 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2256 {
2257         caddr_t kmdp;
2258         int gsel_tss, x, cpu;
2259 #if 0 /* JG */
2260         int metadata_missing, off;
2261 #endif
2262         struct mdglobaldata *gd;
2263         u_int64_t msr;
2264
2265         /*
2266          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2267          */
2268         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2269         bzero(gd, sizeof(*gd));
2270
2271         /*
2272          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2273          * early in the boot sequence because the system assumes
2274          * that 'curthread' is never NULL.
2275          */
2276
2277         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2278         thread0.td_gd = &gd->mi;
2279
2280         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2281
2282 #if 0 /* JG */
2283         metadata_missing = 0;
2284         if (bootinfo.bi_modulep) {
2285                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2286                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2287         } else {
2288                 metadata_missing = 1;
2289         }
2290         if (bootinfo.bi_envp)
2291                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2292 #endif
2293
2294         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2295         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2296         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2297         if (kmdp == NULL)
2298                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2299         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2300         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2301 #ifdef DDB
2302         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2303         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2304 #endif
2305         efi_systbl_phys = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_FW_HANDLE, vm_paddr_t);
2306
2307         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2308                 bootverbose++;
2309
2310         /*
2311          * Default MachIntrABI to ICU
2312          */
2313         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2314
2315         /*
2316          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus_fit_mask remain 0.
2317          */
2318         ncpus = 1;
2319         ncpus_fit = 1;
2320         /* Init basic tunables, hz etc */
2321         init_param1();
2322
2323         /*
2324          * make gdt memory segments
2325          */
2326         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2327                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2328
2329         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2330
2331         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2332                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2333                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2334         }
2335         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2336             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2337
2338         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2339         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2340         lgdt(&r_gdt);
2341
2342         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2343         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2344         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2345
2346         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2347         cpu_gdinit(gd, 0);
2348         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2349         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2350         safepri = TDPRI_MAX;
2351
2352         /* spinlocks and the BGL */
2353         init_locks();
2354
2355         /* exceptions */
2356         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2357                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2358         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2359         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2360         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2361         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2362         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2363         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2364         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2365         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2366         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2367         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2368         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2369         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2370         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2371         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2372         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2373         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2374         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2375         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2376         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2377
2378         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2379                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2380                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2381         }
2382
2383         lidt(&r_idt_arr[0]);
2384
2385         /*
2386          * Initialize the console before we print anything out.
2387          */
2388         cninit();
2389
2390 #if 0 /* JG */
2391         if (metadata_missing)
2392                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2393 #endif
2394
2395 #if     NISA >0
2396         elcr_probe();
2397         isa_defaultirq();
2398 #endif
2399         rand_initialize();
2400
2401         /*
2402          * Initialize IRQ mapping
2403          *
2404          * NOTE:
2405          * SHOULD be after elcr_probe()
2406          */
2407         MachIntrABI_ICU.initmap();
2408         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2409
2410 #ifdef DDB
2411         kdb_init();
2412         if (boothowto & RB_KDB)
2413                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2414 #endif
2415
2416 #if 0 /* JG */
2417         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2418         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2419         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2420 #endif
2421         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2422         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2423
2424         /*
2425          * On modern Intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2426          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2427          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2428          *
2429          * On modern AMD cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2430          * significant power management only when using ACPI halt mode.
2431          *
2432          * On older AMD or Intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2433          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2434          * too long longer.
2435          */
2436         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2437             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2438                 cpu_idle_hlt = 1;
2439         }
2440         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD) {
2441                 if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x17) {
2442                         /* Ryzen or later */
2443                         cpu_idle_hlt = 3;
2444                 } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {
2445                         /* Bobcat or later */
2446                         cpu_idle_hlt = 3;
2447                 }
2448         }
2449
2450         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2451         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2452         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2453         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2454
2455         /*
2456          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2457          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2458          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2459          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2460          *
2461          * NOTE:
2462          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2463          * 'cpu_feature2'
2464          */
2465         if (ioapic_enable < 0) {
2466                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2467                         ioapic_enable = 0;
2468                 else
2469                         ioapic_enable = 1;
2470         }
2471
2472         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2473         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2474                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2475                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2476         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2477         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2478
2479         /* double fault stack */
2480         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2481                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2482                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2483
2484         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2485         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2486
2487         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2488         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2489         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2490         ltr(gsel_tss);
2491
2492         /* Set up the fast syscall stuff */
2493         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2494         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2495         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2496         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2497         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2498               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2499         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2500         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2501
2502         getmemsize(kmdp, physfree);
2503         init_param2(physmem);
2504
2505         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2506
2507         /* Map the message buffer. */
2508 #if 0 /* JG */
2509         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2510                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2511 #endif
2512
2513         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2514
2515
2516         /* transfer to user mode */
2517
2518         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2519         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2520         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2521
2522         load_ds(_udatasel);
2523         load_es(_udatasel);
2524         load_fs(_udatasel);
2525
2526         /* setup proc 0's pcb */
2527         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2528         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2529         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2530         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2531
2532         /* Location of kernel stack for locore */
2533         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2538  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2539  * data space were allocated in locore.
2540  *
2541  * Note: the idlethread's cpl is 0
2542  *
2543  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2544  */
2545 void
2546 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2547 {
2548         if (cpu)
2549                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2550
2551         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2552                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2553                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2554                         0, &gd->mi);
2555         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2556         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2557         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2558         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2559 }
2560
2561 /*
2562  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2563  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2564  * checking CPU_prvspace[*].
2565  */
2566 int
2567 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2568 {
2569 #if 0
2570         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2571             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2572                 return (TRUE);
2573         }
2574 #endif
2575         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2576                 return (TRUE);
2577         return (FALSE);
2578 }
2579
2580 struct globaldata *
2581 globaldata_find(int cpu)
2582 {
2583         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2584         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2585 }
2586
2587 /*
2588  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2589  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2590  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2591  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2592  */
2593 int
2594 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2595 {
2596         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2597                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2598         else
2599                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2600         return (0);
2601 }
2602
2603 int
2604 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2605 {
2606         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2607         return (0);
2608 }
2609
2610 int
2611 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2612 {
2613         struct trapframe *tp;
2614
2615         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2616                 return EINVAL;
2617         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2618         return (0);
2619 }
2620
2621 int
2622 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2623 {
2624         struct trapframe *tp;
2625
2626         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2627         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2628             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2629                 return (EINVAL);
2630         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2631         clear_quickret();
2632         return (0);
2633 }
2634
2635 static void
2636 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2637 {
2638         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2639         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2640         int i;
2641
2642         /* FPU control/status */
2643         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2644         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2645         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2646         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2647         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2648         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2649         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2650         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2651
2652         /* FPU registers */
2653         for (i = 0; i < 8; ++i)
2654                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2655 }
2656
2657 static void
2658 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2659 {
2660         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2661         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2662         int i;
2663
2664         /* FPU control/status */
2665         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2666         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2667         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2668         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2669         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2670         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2671         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2672         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2673
2674         /* FPU registers */
2675         for (i = 0; i < 8; ++i)
2676                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2677 }
2678
2679 int
2680 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2681 {
2682         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2683                 return EINVAL;
2684         if (cpu_fxsr) {
2685                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2686                                 (struct save87 *)fpregs);
2687                 return (0);
2688         }
2689         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2690         return (0);
2691 }
2692
2693 int
2694 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2695 {
2696         if (cpu_fxsr) {
2697                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2698                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2699                 return (0);
2700         }
2701         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2702         return (0);
2703 }
2704
2705 int
2706 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2707 {
2708         struct pcb *pcb;
2709
2710         if (lp == NULL) {
2711                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2712                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2713                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2714                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2715                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2716                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2717                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2718                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2719                 return (0);
2720         }
2721         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2722                 return EINVAL;
2723         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2724         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2725         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2726         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2727         dbregs->dr[4] = 0;
2728         dbregs->dr[5] = 0;
2729         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2730         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2731         return (0);
2732 }
2733
2734 int
2735 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2736 {
2737         if (lp == NULL) {
2738                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2739                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2740                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2741                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2742                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2743                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2744                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2745                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2746         } else {
2747                 struct pcb *pcb;
2748                 struct ucred *ucred;
2749                 int i;
2750                 uint64_t mask1, mask2;
2751
2752                 /*
2753                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2754                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2755                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2756                  * TRCTRAP.
2757                  */
2758                 /* JG this loop looks unreadable */
2759                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2760                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2761                  */
2762                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2763                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2764                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2765                  * carried to decide if it is safe and useful to
2766                  * provide access to that capability
2767                  */
2768                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2769                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2770                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2771                                 return (EINVAL);
2772
2773                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2774                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2775
2776                 /*
2777                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2778                  * process's address space.  If a process could do this, it
2779                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2780                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2781                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2782                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2783                  * uid 0.
2784                  *
2785                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2786                  * address space is written into from within the kernel
2787                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2788                  * from within kernel mode?
2789                  */
2790
2791                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2792                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2793                                 /* dr0 is enabled */
2794                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2795                                         return (EINVAL);
2796                         }
2797
2798                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2799                                 /* dr1 is enabled */
2800                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2801                                         return (EINVAL);
2802                         }
2803
2804                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2805                                 /* dr2 is enabled */
2806                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2807                                         return (EINVAL);
2808                         }
2809
2810                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2811                                 /* dr3 is enabled */
2812                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2813                                         return (EINVAL);
2814                         }
2815                 }
2816
2817                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2818                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2819                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2820                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2821                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2822                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2823
2824                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2825         }
2826
2827         return (0);
2828 }
2829
2830 /*
2831  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2832  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2833  */
2834 int
2835 user_dbreg_trap(void)
2836 {
2837         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2838         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2839         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2840         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2841         int i;
2842
2843         dr7 = rdr7();
2844         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2845                 /*
2846                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2847                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2848                  * hardware debug registers
2849                  */
2850                 return 0;
2851         }
2852
2853         nbp = 0;
2854         dr6 = rdr6();
2855         bp = dr6 & 0xf;
2856
2857         if (bp == 0) {
2858                 /*
2859                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2860                  * trap was not caused by any of the debug registers
2861                  */
2862                 return 0;
2863         }
2864
2865         /*
2866          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2867          * which ones and if any of them are user space addresses
2868          */
2869
2870         if (bp & 0x01) {
2871                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2872         }
2873         if (bp & 0x02) {
2874                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2875         }
2876         if (bp & 0x04) {
2877                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2878         }
2879         if (bp & 0x08) {
2880                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2881         }
2882
2883         for (i=0; i<nbp; i++) {
2884                 if (addr[i] <
2885                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2886                         /*
2887                          * addr[i] is in user space
2888                          */
2889                         return nbp;
2890                 }
2891         }
2892
2893         /*
2894          * None of the breakpoints are in user space.
2895          */
2896         return 0;
2897 }
2898
2899
2900 #ifndef DDB
2901 void
2902 Debugger(const char *msg)
2903 {
2904         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2905 }
2906 #endif /* no DDB */
2907
2908 #ifdef DDB
2909
2910 /*
2911  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2912  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2913  * called inside DDB.
2914  *
2915  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2916  */
2917
2918 #undef inb
2919 #undef outb
2920
2921 /* silence compiler warnings */
2922 u_char inb(u_int);
2923 void outb(u_int, u_char);
2924
2925 u_char
2926 inb(u_int port)
2927 {
2928         u_char  data;
2929         /*
2930          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2931          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2932          * if we tell it to load (u_short) port.
2933          */
2934         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2935         return (data);
2936 }
2937
2938 void
2939 outb(u_int port, u_char data)
2940 {
2941         u_char  al;
2942         /*
2943          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2944          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2945          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2946          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2947          */
2948         al = data;
2949         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2950 }
2951
2952 #endif /* DDB */
2953
2954
2955
2956 /*
2957  * initialize all the SMP locks
2958  */
2959
2960 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2961 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2962
2963 /* lock region used by kernel profiling */
2964 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2965
2966 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2967 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2968
2969 /* lock regions around the clock hardware */
2970 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2971
2972 static void
2973 init_locks(void)
2974 {
2975         /*
2976          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2977          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2978          */
2979         cpu_get_initial_mplock();
2980         /* DEPRECATED */
2981         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2982         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2983         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2984         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2985
2986         /* our token pool needs to work early */
2987         lwkt_token_pool_init();
2988 }
2989
2990 boolean_t
2991 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2992 {
2993         int cx_idx, sub;
2994
2995         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2996         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2997                 return FALSE;
2998
2999         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3000         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3001                 return FALSE;
3002
3003         return TRUE;
3004 }
3005
3006 void
3007 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
3008 {
3009         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
3010 }
3011
3012 void
3013 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
3014 {
3015         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
3016 }
3017
3018 static int
3019 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
3020 {
3021         int old_cx_idx, sub = 0;
3022
3023         if (hint >= 0) {
3024                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
3025                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3026         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
3027                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3028         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
3029                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3030         } else {
3031                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
3032         }
3033
3034         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3035                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
3036         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
3037                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
3038         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
3039                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
3040         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
3041             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
3042                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
3043         else
3044                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
3045
3046         return old_cx_idx;
3047 }
3048
3049 static int
3050 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
3051 {
3052         int cx_idx, sub, hint;
3053         char *ptr, *start;
3054
3055         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
3056                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
3057                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
3058                 goto done;
3059         }
3060         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
3061                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
3062                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
3063                 goto done;
3064         }
3065
3066         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
3067                 return -1;
3068         start = &name[1];
3069         ptr = NULL;
3070
3071         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
3072         if (ptr == start || *ptr != '/')
3073                 return -1;
3074         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3075                 return -1;
3076
3077         start = ptr + 1;
3078         ptr = NULL;
3079
3080         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3081         if (*ptr != '\0')
3082                 return -1;
3083         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3084                 return -1;
3085
3086         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3087 done:
3088         *hint0 = hint;
3089         return cx_idx;
3090 }
3091
3092 static int
3093 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3094 {
3095         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3096                 return EOPNOTSUPP;
3097         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3098                 int error;
3099
3100                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3101                 if (error)
3102                         return error;
3103         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3104                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3105         }
3106         return 0;
3107 }
3108
3109 static int
3110 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3111     boolean_t allow_auto)
3112 {
3113         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3114         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3115
3116         hint = *hint0;
3117         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3118             allow_auto);
3119
3120         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3121         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3122                 return error;
3123
3124         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3125                 return EOPNOTSUPP;
3126
3127         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3128         if (cx_idx < 0)
3129                 return EINVAL;
3130
3131         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3132         if (error)
3133                 return error;
3134
3135         *hint0 = hint;
3136         return 0;
3137 }
3138
3139 static int
3140 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3141 {
3142         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3143         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3144
3145         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3146
3147         hint = stat->hint;
3148         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3149
3150         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3151         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3152         if (cx_idx < 0)
3153                 return EINVAL;
3154
3155         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3156         if (error)
3157                 return error;
3158
3159         stat->hint = hint;
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 static int
3164 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3165 {
3166         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3167         int error, cx_idx, cpu;
3168         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3169
3170         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3171
3172         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3173         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3174                 return error;
3175
3176         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3177                 return EOPNOTSUPP;
3178
3179         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3180         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3181
3182         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3183         if (cx_idx < 0)
3184                 return EINVAL;
3185
3186         /* Change per-cpu CX configuration */
3187         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3188                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3189                 if (error)
3190                         return error;
3191         }
3192
3193         cpu_mwait_halt_global = hint;
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 static int
3198 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3199 {
3200         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3201         int error;
3202
3203         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3204             &stat->hint, TRUE);
3205         return error;
3206 }
3207
3208 static int
3209 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3210 {
3211         int error;
3212
3213         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3214             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3215         return error;
3216 }
3217
3218 /*
3219  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3220  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3221  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3222  *
3223  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3224  */
3225 #if 0
3226 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3227 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3228 #endif
3229
3230 void
3231 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3232 {
3233 #if 0
3234         globaldata_t gd = mycpu;
3235         int cpu = gd->gd_cpuid;
3236         char buf[64];
3237         short *gptr;
3238         int i;
3239
3240         if (cpu <= 20) {
3241                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3242                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3243                 ++gptr;
3244
3245                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3246                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3247                     gd->gd_infomsg);
3248                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3249                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3250                 }
3251         }
3252 #if 0
3253         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3254                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3255                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3256         }
3257         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3258         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3259                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3260                         gd->gd_cpuid);
3261         }
3262         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3263                 int delta;
3264                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3265                         delta = saveticks[i] - ticks;
3266                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3267                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3268                                       gd->gd_cpuid, i);
3269                         }
3270                 }
3271         }
3272 #endif
3273 #endif
3274 }