sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_msgbuf.h"
  51 #include "opt_swap.h"
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/systm.h>
  55 #include <sys/sysproto.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/linker.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/priv.h>
  62 #include <sys/buf.h>
  63 #include <sys/reboot.h>
  64 #include <sys/mbuf.h>
  65 #include <sys/msgbuf.h>
  66 #include <sys/sysent.h>
  67 #include <sys/sysctl.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/bus.h>
  70 #include <sys/usched.h>
  71 #include <sys/reg.h>
  72 #include <sys/sbuf.h>
  73 #include <sys/ctype.h>
  74 #include <sys/serialize.h>
  75 #include <sys/systimer.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89 #include <sys/mutex2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <sys/efi.h>
  96
  97 #include <ddb/ddb.h>
  98
  99 #include <machine/cpu.h>
 100 #include <machine/clock.h>
 101 #include <machine/specialreg.h>
 102 #if 0 /* JG */
 103 #include <machine/bootinfo.h>
 104 #endif
 105 #include <machine/md_var.h>
 106 #include <machine/metadata.h>
 107 #include <machine/pc/bios.h>
 108 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 109 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 110 #include <machine/smp.h>
 111 #ifdef PERFMON
 112 #include <machine/perfmon.h>
 113 #endif
 114 #include <machine/cputypes.h>
 115 #include <machine/intr_machdep.h>
 116 #include <machine/framebuffer.h>
 117
 118 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 119 #include <bus/isa/isa_device.h>
 120 #endif
 121 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 122 #include <bus/isa/rtc.h>
 123 #include <sys/random.h>
 124 #include <sys/ptrace.h>
 125 #include <machine/sigframe.h>
 126
 127 #include <sys/machintr.h>
 128 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 129 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 130 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 131 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 132 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 133 #include <machine/mptable.h>
 134
 135 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 136
 137 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 138
 139 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 140 extern void identify_cpu(void);
 141 #if 0 /* JG */
 142 extern void finishidentcpu(void);
 143 #endif
 144 extern void panicifcpuunsupported(void);
 145
 146 static void cpu_startup(void *);
 147 static void pic_finish(void *);
 148 static void cpu_finish(void *);
 149
 150 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 151 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 152 #ifdef DIRECTIO
 153 extern void ffs_rawread_setup(void);
 154 #endif /* DIRECTIO */
 155 static void init_locks(void);
 156
 157 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 158
 159 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 160 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 161 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 162
 163 #ifdef DDB
 164 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 165 #endif
 166
 167 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 168 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 169
 170 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 171 u_long  atdevbase;
 172 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 173
 174 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 175
 176 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 177 extern int swtch_optim_stats;
 178 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 179         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 180 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 181         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 182 #endif
 183 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 184         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 185 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 186     "monitor/mwait target state");
 187
 188 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 189         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 190          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 191
 192 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 193
 194 #define CPU_MWAIT_C1            1
 195 #define CPU_MWAIT_C2            2
 196 #define CPU_MWAIT_C3            3
 197 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 198
 199 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 200 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 201
 202 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 203 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 204
 205 struct cpu_mwait_cx {
 206         int                     subcnt;
 207         char                    name[4];
 208         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 209         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 210 };
 211 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 212 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 213
 214 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 215 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 216 static int                      *cpu_mwait_hints;
 217
 218 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 219 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 220
 221 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 222
 223 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 224 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 225 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 226
 227 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 228 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 229
 230 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 231                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 232                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 233
 234 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 235     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 236 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 237     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 238
 239 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 240                     int *, boolean_t);
 241 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 242 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 243 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 244
 245 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 246     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 247 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 248     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 249 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 250     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 251
 252 long physmem = 0;
 253
 254 u_long ebda_addr = 0;
 255
 256 int imcr_present = 0;
 257
 258 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 259
 260 u_int base_memory;
 261 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 262
 263 static int
 264 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 265 {
 266         u_long pmem = ctob(physmem);
 267
 268         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 269         return (error);
 270 }
 271
 272 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 273         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 274
 275 static int
 276 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 277 {
 278         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 279                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 280         return (error);
 281 }
 282
 283 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 284         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 285
 286 static int
 287 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 288 {
 289         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 290                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 291         return (error);
 292 }
 293
 294 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 295         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 296
 297 vm_paddr_t Maxmem;
 298 vm_paddr_t Realmem;
 299
 300 /*
 301  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 302  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 303  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 304  * PHYSSEG entries.
 305  */
 306 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 307
 308 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 309 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 310
 311 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 312 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 313 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 314
 315 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 316 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 317 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 318 static struct trapframe proc0_tf;
 319
 320 static void
 321 cpu_startup(void *dummy)
 322 {
 323         caddr_t v;
 324         vm_size_t size = 0;
 325         vm_offset_t firstaddr;
 326
 327         /*
 328          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 329          */
 330         kprintf("%s", version);
 331         startrtclock();
 332         printcpuinfo();
 333         panicifcpuunsupported();
 334 #ifdef PERFMON
 335         perfmon_init();
 336 #endif
 337         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 338                 (intmax_t)Realmem,
 339                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 340         /*
 341          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 342          */
 343         if (bootverbose) {
 344                 int indx;
 345
 346                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 347                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 348                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 349
 350                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 351                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 352                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 353                                 (intmax_t)size1,
 354                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 355                 }
 356         }
 357
 358         /*
 359          * Allocate space for system data structures.
 360          * The first available kernel virtual address is in "v".
 361          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 362          * As pages of memory are allocated and cleared,
 363          * "firstaddr" is incremented.
 364          * An index into the kernel page table corresponding to the
 365          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 366          */
 367
 368         /*
 369          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 370          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 371          * addresses to the various data structures.
 372          */
 373         firstaddr = 0;
 374 again:
 375         v = (caddr_t)firstaddr;
 376
 377 #define valloc(name, type, num) \
 378             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 379 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 380             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 381
 382         /*
 383          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 384          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 385          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 386          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 387          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 388          * maxbcache bytes.
 389          *
 390          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 391          */
 392         if (nbuf == 0) {
 393                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 394                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 395
 396                 nbuf = 50;
 397                 if (kbytes > 4096)
 398                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 399                 if (kbytes > 65536)
 400                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 401                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 402                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 403         }
 404
 405         /*
 406          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 407          * kernel_map.
 408          */
 409         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 410                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 411                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 412                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 413                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 414         }
 415
 416         /*
 417          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 418          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 419          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 420          * can prevent the system from paging properly.
 421          */
 422         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 423                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 424                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 425         }
 426
 427         /*
 428          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 429          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 430          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 431          */
 432         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 433                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 434                        sizeof(struct buf) / 2;
 435                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 436                         "considerations", nbuf);
 437         }
 438
 439         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 440 #ifdef NSWBUF_MIN
 441         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 442                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 443 #endif
 444 #ifdef DIRECTIO
 445         ffs_rawread_setup();
 446 #endif
 447
 448         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 449         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 450
 451         /*
 452          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 453          */
 454         if (firstaddr == 0) {
 455                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 456                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 457                 if (firstaddr == 0)
 458                         panic("startup: no room for tables");
 459                 goto again;
 460         }
 461
 462         /*
 463          * End of second pass, addresses have been assigned
 464          *
 465          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 466          *
 467          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 468          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 469          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 470          */
 471         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 472                 panic("startup: table size inconsistency");
 473
 474         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 475                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 476                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 477         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 478                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 479         buffer_map.system_map = 1;
 480         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 481                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 482         pager_map.system_map = 1;
 483         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 484                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 485                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 486                 1024 / 1024);
 487 }
 488
 489 struct cpu_idle_stat {
 490         int     hint;
 491         int     reserved;
 492         u_long  halt;
 493         u_long  spin;
 494         u_long  repeat;
 495         u_long  repeat_last;
 496         u_long  repeat_delta;
 497         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 498 } __cachealign;
 499
 500 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 501 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 502
 503 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 504
 505 static int
 506 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 507 {
 508         int idx = arg2, cpu, error;
 509         u_long val = 0;
 510
 511         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 512                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 513                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 514         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 515                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 516                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 517         } else {
 518                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 519                     ("invalid index %d", idx));
 520                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 521                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 522         }
 523
 524         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 525         if (error || req->newptr == NULL)
 526                 return error;
 527
 528         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 529                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 530                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 531                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 532         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 533                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 534                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 535                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 536         } else {
 537                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 538                     ("invalid index %d", idx));
 539                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 540                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 541                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 542         }
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 static void
 547 cpu_mwait_attach(void)
 548 {
 549         struct sbuf sb;
 550         int hint_idx, i;
 551
 552         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 553                 return;
 554
 555         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 556             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 557              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 558               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 559                 int bm_sts = 1;
 560
 561                 /*
 562                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 563                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 564                  */
 565                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 566
 567                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 568                 if (!bm_sts)
 569                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 570         }
 571
 572         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 573             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 574
 575         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 576                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 577                 int sub;
 578
 579                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 580
 581                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 582                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 583                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 584                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 585                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 586                         continue;
 587
 588                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 589                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 590                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 591                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 592                     "sub-state count");
 593                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 594                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 595                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 596                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 597
 598                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 599                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 600         }
 601         sbuf_trim(&sb);
 602         sbuf_finish(&sb);
 603
 604         /*
 605          * Non-deep C-states
 606          */
 607         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 608         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 609                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 610         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 611             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 612
 613         hint_idx = 0;
 614         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 615                 int j, subcnt;
 616
 617                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 618                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 619                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 620                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 621                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 622                         ++hint_idx;
 623                 }
 624         }
 625         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 626             ("mwait hint count %d != index %d",
 627              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 628
 629         if (bootverbose) {
 630                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 631                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 632                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 633
 634                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 635                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 636                             hint);
 637                 }
 638         }
 639
 640         /*
 641          * Deep C-states
 642          */
 643         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 644                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 645         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 646             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 647
 648         hint_idx = 0;
 649         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 650                 int j, subcnt;
 651
 652                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 653                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 654                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 655                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 656                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 657                         ++hint_idx;
 658                 }
 659         }
 660         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 661             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 662              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 663
 664         if (bootverbose) {
 665                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 666                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 667                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 668
 669                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 670                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 671                             hint);
 672                 }
 673         }
 674         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 675
 676         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 677                 char name[16];
 678
 679                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 680                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 681                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 682                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 683                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 684         }
 685 }
 686
 687 static void
 688 cpu_finish(void *dummy __unused)
 689 {
 690         cpu_setregs();
 691         cpu_mwait_attach();
 692 }
 693
 694 static void
 695 pic_finish(void *dummy __unused)
 696 {
 697         /* Log ELCR information */
 698         elcr_dump();
 699
 700         /* Log MPTABLE information */
 701         mptable_pci_int_dump();
 702
 703         /* Finalize PCI */
 704         MachIntrABI.finalize();
 705 }
 706
 707 /*
 708  * Send an interrupt to process.
 709  *
 710  * Stack is set up to allow sigcode stored
 711  * at top to call routine, followed by kcall
 712  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 713  * resets the signal mask, the stack, and the
 714  * frame pointer, it returns to the user
 715  * specified pc, psl.
 716  */
 717 void
 718 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 719 {
 720         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 721         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 722         struct trapframe *regs;
 723         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 724         struct sigframe sf, *sfp;
 725         int oonstack;
 726         char *sp;
 727
 728         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 729         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 730
 731         /* Save user context */
 732         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 733         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 734         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 735         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 736         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 737         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 738
 739         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 740         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 741
 742         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 743         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 744             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 745                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 746                               sizeof(struct sigframe));
 747                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 748         } else {
 749                 /* We take red zone into account */
 750                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 751         }
 752
 753         /*
 754          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 755          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 756          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 757          * kernel is ok.
 758          *
 759          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 760          * context directly.
 761          */
 762         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 763
 764         /* Translate the signal is appropriate */
 765         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 766                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 767                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 768         }
 769
 770         /*
 771          * Build the argument list for the signal handler.
 772          *
 773          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 774          */
 775         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 776         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 777
 778         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 779                 /*
 780                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 781                  *
 782                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 783                  */
 784                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 785                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 786                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 787
 788                 /* fill siginfo structure */
 789                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 790                 sf.sf_si.si_code = code;
 791                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 792         } else {
 793                 /*
 794                  * Old FreeBSD-style arguments.
 795                  *
 796                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 797                  */
 798                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 799                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 800                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 801         }
 802
 803         /*
 804          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 805          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 806          * eflags.
 807          */
 808 #if 0 /* JG */
 809         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 810                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 811                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 812
 813                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 814                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 815                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 816                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 817
 818                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 819                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 820                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 821                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 822
 823                 /*
 824                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 825                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 826                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 827                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 828                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 829                  */
 830                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 831         }
 832 #endif
 833
 834         /*
 835          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 836          */
 837         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 838
 839         /*
 840          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 841          */
 842         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 843                 /*
 844                  * Something is wrong with the stack pointer.
 845                  * ...Kill the process.
 846                  */
 847                 sigexit(lp, SIGILL);
 848         }
 849
 850         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 851         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 852
 853         /*
 854          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 855          * on function entry
 856          */
 857         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 858
 859         /*
 860          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 861          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 862          * stored in-context.
 863          */
 864         regs->tf_cs = _ucodesel;
 865         regs->tf_ss = _udatasel;
 866         clear_quickret();
 867 }
 868
 869 /*
 870  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 871  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 872  * issue.
 873  *
 874  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 875  * bad idea?
 876  */
 877 int
 878 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 879 {
 880         frame->tf_cs = _ucodesel;
 881         frame->tf_ss = _udatasel;
 882         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 883         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 884         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 885
 886         return(0);
 887 }
 888
 889 /*
 890  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 891  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 892  */
 893 int
 894 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 895 {
 896         return(0);
 897 }
 898
 899 /*
 900  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 901  *
 902  * System call to cleanup state after a signal
 903  * has been taken.  Reset signal mask and
 904  * stack state from context left by sendsig (above).
 905  * Return to previous pc and psl as specified by
 906  * context left by sendsig. Check carefully to
 907  * make sure that the user has not modified the
 908  * state to gain improper privileges.
 909  *
 910  * MPSAFE
 911  */
 912 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 913 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 914
 915 int
 916 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 917 {
 918         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 919         struct trapframe *regs;
 920         ucontext_t uc;
 921         ucontext_t *ucp;
 922         register_t rflags;
 923         int cs;
 924         int error;
 925
 926         /*
 927          * We have to copy the information into kernel space so userland
 928          * can't modify it while we are sniffing it.
 929          */
 930         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 931         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 932         if (error)
 933                 return (error);
 934         ucp = &uc;
 935         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 936
 937         /* VM (8086) mode not supported */
 938         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 939
 940 #if 0 /* JG */
 941         if (eflags & PSL_VM) {
 942                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 943                 struct vm86_kernel *vm86;
 944
 945                 /*
 946                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 947                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 948                  */
 949                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 950                         return (EINVAL);
 951                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 952                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 953                         return (EINVAL);
 954
 955                 /* go back to user mode if both flags are set */
 956                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 957                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 958
 959                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 960                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 961                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 962                 } else {
 963                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 964                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 965                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 966                 }
 967                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 968                 tf->tf_eflags = eflags;
 969                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 970                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 971                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 972                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 973                 tf->tf_ds = _udatasel;
 974                 tf->tf_es = _udatasel;
 975                 tf->tf_fs = _udatasel;
 976                 tf->tf_gs = _udatasel;
 977         } else
 978 #endif
 979         {
 980                 /*
 981                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 982                  */
 983                 /*
 984                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 985                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 986                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 987                  * the signal context during signal handling and there is no
 988                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 989                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 990                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 991                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 992                  */
 993                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 994                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 995                         return(EINVAL);
 996                 }
 997
 998                 /*
 999                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1000                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1001                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1002                  */
1003                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1004                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1005                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1006                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1007                         return(EINVAL);
1008                 }
1009                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1010         }
1011
1012         /*
1013          * Restore the FPU state from the frame
1014          */
1015         crit_enter();
1016         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1017
1018         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1019                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1020         else
1021                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1022
1023         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1024         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1025         clear_quickret();
1026         crit_exit();
1027         return(EJUSTRETURN);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Machine dependent boot() routine
1032  *
1033  * I haven't seen anything to put here yet
1034  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1035  */
1036 void
1037 cpu_boot(int howto)
1038 {
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Shutdown the CPU as much as possible
1043  */
1044 void
1045 cpu_halt(void)
1046 {
1047         for (;;)
1048                 __asm__ __volatile("hlt");
1049 }
1050
1051 /*
1052  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1053  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1054  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1055  *
1056  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1057  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1058  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1059  * critical section.
1060  *
1061  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1062  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1063  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1064  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1065  *
1066  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1067  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1068  *
1069  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1070  */
1071 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1072 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1073     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1074 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1075     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1076
1077 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1078     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1079 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1080     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1081
1082 static void
1083 cpu_idle_default_hook(void)
1084 {
1085         /*
1086          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1087          * following the sti.
1088          */
1089         __asm __volatile("sti; hlt");
1090 }
1091
1092 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1093 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1094
1095 static __inline int
1096 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1097 {
1098         int hint, cx_idx;
1099         u_int idx;
1100
1101         hint = stat->hint;
1102         if (hint >= 0)
1103                 goto done;
1104
1105         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1106             cpu_mwait_repeat_shift;
1107         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1108                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1109                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1110         }
1111         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1112                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1113                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1114                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1115         } else {
1116                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1117                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1118                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1119         }
1120 done:
1121         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1122         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1123                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1124         return hint;
1125 }
1126
1127 void
1128 cpu_idle(void)
1129 {
1130         globaldata_t gd = mycpu;
1131         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1132         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1133         int reqflags;
1134         int quick;
1135
1136         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1137
1138         crit_exit();
1139         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1140
1141         for (;;) {
1142                 /*
1143                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1144                  */
1145                 lwkt_switch();
1146
1147                 /*
1148                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1149                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1150                  * splz() does the job.
1151                  *
1152                  * cpu_idle_hlt:
1153                  *      0       Never halt, just spin
1154                  *
1155                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1156                  *
1157                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1158                  *              cpus.
1159                  *
1160                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1161                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1162                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1163                  *
1164                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1165                  *              Intel cpus.
1166                  *
1167                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1168                  *              eats the least amount of power but the cpu
1169                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1170                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1171                  *
1172                  *      4       Always use HLT.
1173                  *
1174                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1175                  *       section.
1176                  *
1177                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1178                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1179                  *       it overflows.
1180                  */
1181                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1182                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1183                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1184                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1185                         stat->repeat_last = 0;
1186                         stat->repeat_delta = 0;
1187                 }
1188                 ++stat->repeat_last;
1189
1190                 ++gd->gd_idle_repeat;
1191                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1192                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1193                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1194                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1195
1196                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1197                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1198                         splz(); /* XXX */
1199                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1200                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1201                         stat->halt++;
1202                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1203                         __asm __volatile("cli");
1204                         splz();
1205                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1206                                 if (quick)
1207                                         cpu_idle_default_hook();
1208                                 else
1209                                         cpu_idle_hook();
1210                         }
1211                         __asm __volatile("sti");
1212                         stat->halt++;
1213                 } else {
1214                         splz();
1215                         __asm __volatile("sti");
1216                         stat->spin++;
1217                 }
1218         }
1219 }
1220
1221 /*
1222  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1223  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1224  * we let it spin.
1225  */
1226 void
1227 cpu_spinlock_contested(void)
1228 {
1229         cpu_pause();
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Clear registers on exec
1234  */
1235 void
1236 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1237 {
1238         struct thread *td = curthread;
1239         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1240         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1241         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1242
1243         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1244         user_ldt_free(pcb);
1245
1246         clear_quickret();
1247         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1248         regs->tf_rip = entry;
1249         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1250         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1251         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1252         regs->tf_ss = _udatasel;
1253         regs->tf_cs = _ucodesel;
1254         regs->tf_rbx = ps_strings;
1255
1256         /*
1257          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1258          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1259          */
1260         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1261                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1262                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1263                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1264                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1265                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1266                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1267                 if (pcb == td->td_pcb) {
1268                         /*
1269                          * Clear the debug registers on the running
1270                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1271                          * the next process we switch to.
1272                          */
1273                         reset_dbregs();
1274                 }
1275                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1276         }
1277
1278         /*
1279          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1280          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1281          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1282          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1283          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1284          */
1285         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1286
1287         /*
1288          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1289          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1290          *       may panic in npxdna().
1291          */
1292         crit_enter();
1293         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1294
1295         /*
1296          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1297          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1298          *       code knows what the current MSR values are.
1299          */
1300         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1301         pcb->pcb_gsbase = 0;
1302         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1303         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1304         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1305         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1306
1307         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1308         npxinit();
1309         crit_exit();
1310
1311         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1312         pcb->pcb_es = _udatasel;
1313         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1314         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1315 }
1316
1317 void
1318 cpu_setregs(void)
1319 {
1320         register_t cr0;
1321
1322         cr0 = rcr0();
1323         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1324         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1325         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1326         load_cr0(cr0);
1327         load_gs(_udatasel);
1328 }
1329
1330 static int
1331 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1332 {
1333         int error;
1334         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1335                 req);
1336         if (!error && req->newptr)
1337                 resettodr();
1338         return (error);
1339 }
1340
1341 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1342         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1343
1344 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1345         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1346
1347 #if 0 /* JG */
1348 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1349         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1350 #endif
1351
1352 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1353         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1354
1355 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1356 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1357         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1358
1359 /*
1360  * Initialize 386 and configure to run kernel
1361  */
1362
1363 /*
1364  * Initialize segments & interrupt table
1365  */
1366
1367 int _default_ldt;
1368 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1369 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1370 #if 0 /* JG */
1371 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1372 #endif
1373
1374 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1375 struct region_descriptor r_gdt;
1376 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1377
1378 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1379 void *proc0paddr;
1380 /* JG alignment? */
1381 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1382
1383
1384 /* software prototypes -- in more palatable form */
1385 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1386 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1387 {       0x0,                    /* segment base address  */
1388         0x0,                    /* length */
1389         0,                      /* segment type */
1390         0,                      /* segment descriptor priority level */
1391         0,                      /* segment descriptor present */
1392         0,                      /* long */
1393         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1394         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1395 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1396 {       0x0,                    /* segment base address  */
1397         0xfffff,                /* length - all address space */
1398         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1399         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1400         1,                      /* segment descriptor present */
1401         1,                      /* long */
1402         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1403         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1404 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1405 {       0x0,                    /* segment base address  */
1406         0xfffff,                /* length - all address space */
1407         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1408         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1409         1,                      /* segment descriptor present */
1410         1,                      /* long */
1411         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1412         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1413 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1414 {       0x0,                    /* segment base address  */
1415         0xfffff,                /* length - all address space */
1416         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1417         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1418         1,                      /* segment descriptor present */
1419         0,                      /* long */
1420         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1421         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1422 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1423 {       0x0,                    /* segment base address  */
1424         0xfffff,                /* length - all address space */
1425         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1426         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1427         1,                      /* segment descriptor present */
1428         0,                      /* long */
1429         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1430         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1431 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1432 {       0x0,                    /* segment base address  */
1433         0xfffff,                /* length - all address space */
1434         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1435         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1436         1,                      /* segment descriptor present */
1437         1,                      /* long */
1438         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1439         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1440 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1441 {
1442         0x0,                    /* segment base address */
1443         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1444         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1445         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1446         1,                      /* segment descriptor present */
1447         0,                      /* long */
1448         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1449         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1450 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1451 {       0x0,                    /* segment base address  */
1452         0x0,                    /* length */
1453         0,                      /* segment type */
1454         0,                      /* segment descriptor priority level */
1455         0,                      /* segment descriptor present */
1456         0,                      /* long */
1457         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1458         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1459 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1460 {       0x0,                    /* segment base address  */
1461         0xfffff,                /* length - all address space */
1462         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1463         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1464         1,                      /* segment descriptor present */
1465         0,                      /* long */
1466         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1467         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1468 };
1469
1470 void
1471 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1472 {
1473         int cpu;
1474
1475         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1476                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1477
1478                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1479                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1480                 ip->gd_ist = ist;
1481                 ip->gd_xx = 0;
1482                 ip->gd_type = typ;
1483                 ip->gd_dpl = dpl;
1484                 ip->gd_p = 1;
1485                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1486         }
1487 }
1488
1489 void
1490 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1491 {
1492         struct gate_descriptor *ip;
1493
1494         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1495
1496         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1497         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1498         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1499         ip->gd_ist = ist;
1500         ip->gd_xx = 0;
1501         ip->gd_type = typ;
1502         ip->gd_dpl = dpl;
1503         ip->gd_p = 1;
1504         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1505 }
1506
1507 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1508
1509 extern inthand_t
1510         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1511         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1512         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1513         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1514         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1515         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1516
1517 void
1518 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1519 {
1520         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1521         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1522         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1523         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1524         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1525         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1526         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1527 }
1528
1529 void
1530 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1531 {
1532
1533         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1534         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1535         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1536         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1537         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1538         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1539         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1540         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1541         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1542         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1543 }
1544
1545 void
1546 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1547     struct system_segment_descriptor *sd)
1548 {
1549
1550         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1551         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1552         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1553         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1554         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1555         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1556         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1557         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1562  * available physical memory in the system, then test this memory and
1563  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1564  *
1565  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1566  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1567  *
1568  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1569  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1570  *
1571  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1572  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1573  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1574  *
1575  * XXX first should be vm_paddr_t.
1576  */
1577
1578 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1579 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1580         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1581         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1582         struct efi_map_header *efihdrbase;
1583         u_int32_t smapsize;
1584
1585 static void
1586 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1587 {
1588         int i;
1589
1590         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1591         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1592
1593         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1594                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1595                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1596                             smap->type, smap->base, smap->length);
1597
1598                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1599                         continue;
1600
1601                 if (smap->length == 0)
1602                         continue;
1603
1604                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1605                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1606                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1607                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1608                                                 "memory region, ignoring "
1609                                                 "second region\n");
1610                                 }
1611                                 break;
1612                         }
1613                 }
1614                 if (i <= *physmap_idx)
1615                         continue;
1616
1617                 Realmem += smap->length;
1618
1619                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1620                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1621                         continue;
1622                 }
1623
1624                 *physmap_idx += 2;
1625                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1626                         kprintf("Too many segments in the physical "
1627                                 "address map, giving up\n");
1628                         break;
1629                 }
1630                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1631                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1632         }
1633 }
1634
1635 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1636         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1637
1638 static void
1639 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1640 {
1641          struct efi_md *map, *p;
1642          const char *type;
1643          size_t efisz;
1644          int i, ndesc;
1645
1646         static const char *types[] = {
1647                 "Reserved",
1648                 "LoaderCode",
1649                 "LoaderData",
1650                 "BootServicesCode",
1651                 "BootServicesData",
1652                 "RuntimeServicesCode",
1653                 "RuntimeServicesData",
1654                 "ConventionalMemory",
1655                 "UnusableMemory",
1656                 "ACPIReclaimMemory",
1657                 "ACPIMemoryNVS",
1658                 "MemoryMappedIO",
1659                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1660                 "PalCode"
1661          };
1662
1663         /*
1664          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1665          * Boot Services API.
1666          */
1667         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1668         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1669
1670         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1671                 return;
1672         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1673
1674         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1675                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1676                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1677
1678         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1679             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1680                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1681                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1682                                 type = types[p->md_type];
1683                         else
1684                                 type = "<INVALID>";
1685                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1686                             p->md_virt, p->md_pages);
1687                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1688                                 kprintf("UC ");
1689                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1690                                 kprintf("WC ");
1691                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1692                                 kprintf("WT ");
1693                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1694                                 kprintf("WB ");
1695                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1696                                 kprintf("UCE ");
1697                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1698                                 kprintf("WP ");
1699                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1700                                 kprintf("RP ");
1701                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1702                                 kprintf("XP ");
1703                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1704                                 kprintf("RUNTIME");
1705                         kprintf("\n");
1706                 }
1707
1708                 switch (p->md_type) {
1709                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1710                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1711                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1712                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1713                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1714                         /*
1715                          * We're allowed to use any entry with these types.
1716                          */
1717                         break;
1718                 default:
1719                         continue;
1720                 }
1721
1722                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1723
1724                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1725                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1726                         continue;
1727                 }
1728
1729                 *physmap_idx += 2;
1730                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1731                         kprintf("Too many segments in the physical "
1732                                 "address map, giving up\n");
1733                         break;
1734                 }
1735                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1736                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1737          }
1738 }
1739
1740 struct fb_info efi_fb_info;
1741 static int have_efi_framebuffer = 0;
1742
1743 static void
1744 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1745 {
1746         uint64_t sz;
1747         vm_offset_t addr, v;
1748
1749         v = efi_fb_info.vaddr;
1750         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1751
1752         if (direct_map) {
1753                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1754                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1755                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1756         } else {
1757                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1758                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1759         }
1760
1761         if (v == 0 && efi_fb_info.vaddr != 0)
1762                 memset((void *)efi_fb_info.vaddr, 0x77, sz);
1763 }
1764
1765 int
1766 probe_efi_fb(int early)
1767 {
1768         struct efi_fb   *efifb;
1769         caddr_t         kmdp;
1770
1771         if (have_efi_framebuffer) {
1772                 if (!early &&
1773                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1774                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1775                         efi_fb_init_vaddr(0);
1776                 return 0;
1777         }
1778
1779         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1780         if (kmdp == NULL)
1781                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1782         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1783             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1784         if (efifb == NULL)
1785                 return 1;
1786
1787         have_efi_framebuffer = 1;
1788
1789         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1790         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1791         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1792         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1793         efi_fb_info.depth = 32;
1794         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1795         if (early) {
1796                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1797         } else {
1798                 efi_fb_init_vaddr(0);
1799         }
1800         efi_fb_info.restore = NULL;
1801         efi_fb_info.device = NULL;
1802
1803         return 0;
1804 }
1805
1806 static void
1807 efifb_startup(void *arg)
1808 {
1809         probe_efi_fb(0);
1810 }
1811
1812 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1813
1814 static void
1815 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1816 {
1817         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1818         int i, j;
1819         vm_paddr_t pa;
1820         vm_paddr_t msgbuf_size;
1821         u_long physmem_tunable;
1822         pt_entry_t *pte;
1823         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1824
1825         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1826         physmap_idx = 0;
1827
1828         /*
1829          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1830          *
1831          * subr_module.c says:
1832          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1833          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1834          */
1835         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1836             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1837         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1838             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1839         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1840                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1841
1842         if (efihdrbase == NULL)
1843                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1844         else
1845                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1846
1847         base_memory = physmap[1] / 1024;
1848         /* make hole for AP bootstrap code */
1849         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1850
1851         /* Save EBDA address, if any */
1852         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1853         ebda_addr <<= 4;
1854
1855         /*
1856          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1857          * highest page of the physical address space.  It should be
1858          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1859          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1860          */
1861         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1862
1863 #ifdef MAXMEM
1864         Maxmem = MAXMEM / 4;
1865 #endif
1866
1867         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1868                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1869
1870         /*
1871          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1872          * in the system.
1873          */
1874         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1875                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1876
1877         /*
1878          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1879          */
1880         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1881                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1882                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1883         }
1884
1885         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1886             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1887                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1888         }
1889
1890         /*
1891          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1892          *
1893          * Mask off page 0.
1894          */
1895         pmap_bootstrap(&first);
1896         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1897
1898         /*
1899          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1900          * exceeding Maxmem.
1901          */
1902         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1903                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1904                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1905                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1906                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1907                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1908
1909                 physmap[j] = physmap[i];
1910                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1911
1912                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1913                         j += 2;
1914         }
1915         physmap_idx = j - 2;
1916
1917         /*
1918          * Align anything else used in the validation loop.
1919          */
1920         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1921
1922         /*
1923          * Size up each available chunk of physical memory.
1924          */
1925         pa_indx = 0;
1926         da_indx = 1;
1927         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1928         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1929         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1930         pte = CMAP1;
1931
1932         /*
1933          * Get dcons buffer address
1934          */
1935         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1936             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1937                 dcons_addr = 0;
1938
1939         /*
1940          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1941          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1942          * of PAGE_SIZE.
1943          */
1944         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1945                 vm_paddr_t end;
1946
1947                 end = physmap[i + 1];
1948
1949                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1950                         int tmp, page_bad, full;
1951                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1952
1953                         full = FALSE;
1954                         /*
1955                          * block out kernel memory as not available.
1956                          */
1957                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1958                                 goto do_dump_avail;
1959
1960                         /*
1961                          * block out dcons buffer
1962                          */
1963                         if (dcons_addr > 0
1964                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1965                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1966                                 goto do_dump_avail;
1967                         }
1968
1969                         page_bad = FALSE;
1970
1971                         /*
1972                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1973                          */
1974                         *pte = pa |
1975                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1976                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1977                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1978                         cpu_invltlb();
1979
1980                         tmp = *ptr;
1981                         /*
1982                          * Test for alternating 1's and 0's
1983                          */
1984                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1985                         cpu_mfence();
1986                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1987                                 page_bad = TRUE;
1988                         /*
1989                          * Test for alternating 0's and 1's
1990                          */
1991                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1992                         cpu_mfence();
1993                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1994                                 page_bad = TRUE;
1995                         /*
1996                          * Test for all 1's
1997                          */
1998                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1999                         cpu_mfence();
2000                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
2001                                 page_bad = TRUE;
2002                         /*
2003                          * Test for all 0's
2004                          */
2005                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
2006                         cpu_mfence();
2007                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
2008                                 page_bad = TRUE;
2009                         /*
2010                          * Restore original value.
2011                          */
2012                         *ptr = tmp;
2013
2014                         /*
2015                          * Adjust array of valid/good pages.
2016                          */
2017                         if (page_bad == TRUE)
2018                                 continue;
2019                         /*
2020                          * If this good page is a continuation of the
2021                          * previous set of good pages, then just increase
2022                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2023                          * Note that "end" points one higher than end,
2024                          * making the range >= start and < end.
2025                          * If we're also doing a speculative memory
2026                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2027                          * so that we keep going. The first bad page
2028                          * will terminate the loop.
2029                          */
2030                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2031                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2032                         } else {
2033                                 pa_indx++;
2034                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2035                                         kprintf(
2036                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2037                                         pa_indx--;
2038                                         full = TRUE;
2039                                         goto do_dump_avail;
2040                                 }
2041                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2042                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2043                         }
2044                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
2045 do_dump_avail:
2046                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2047                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2048                         } else {
2049                                 da_indx++;
2050                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2051                                         da_indx--;
2052                                         goto do_next;
2053                                 }
2054                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2055                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2056                         }
2057 do_next:
2058                         if (full)
2059                                 break;
2060                 }
2061         }
2062         *pte = 0;
2063         cpu_invltlb();
2064
2065         /*
2066          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2067          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2068          * calculation, etc.).
2069          */
2070         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2071
2072         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2073                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2074                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2075                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2076                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2077         }
2078
2079         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2080
2081         /* Trim off space for the message buffer. */
2082         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2083
2084         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2085
2086         /* Map the message buffer. */
2087         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2088                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2089                             phys_avail[pa_indx] + off);
2090         }
2091         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2092         if (have_efi_framebuffer)
2093                 efi_fb_init_vaddr(1);
2094 }
2095
2096 struct machintr_abi MachIntrABI;
2097
2098 /*
2099  * IDT VECTORS:
2100  *      0       Divide by zero
2101  *      1       Debug
2102  *      2       NMI
2103  *      3       BreakPoint
2104  *      4       OverFlow
2105  *      5       Bound-Range
2106  *      6       Invalid OpCode
2107  *      7       Device Not Available (x87)
2108  *      8       Double-Fault
2109  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2110  *      10      Invalid-TSS
2111  *      11      Segment not present
2112  *      12      Stack
2113  *      13      General Protection
2114  *      14      Page Fault
2115  *      15      Reserved
2116  *      16      x87 FP Exception pending
2117  *      17      Alignment Check
2118  *      18      Machine Check
2119  *      19      SIMD floating point
2120  *      20-31   reserved
2121  *      32-255  INTn/external sources
2122  */
2123 u_int64_t
2124 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2125 {
2126         caddr_t kmdp;
2127         int gsel_tss, x, cpu;
2128 #if 0 /* JG */
2129         int metadata_missing, off;
2130 #endif
2131         struct mdglobaldata *gd;
2132         u_int64_t msr;
2133
2134         /*
2135          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2136          */
2137         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2138         bzero(gd, sizeof(*gd));
2139
2140         /*
2141          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2142          * early in the boot sequence because the system assumes
2143          * that 'curthread' is never NULL.
2144          */
2145
2146         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2147         thread0.td_gd = &gd->mi;
2148
2149         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2150
2151 #if 0 /* JG */
2152         metadata_missing = 0;
2153         if (bootinfo.bi_modulep) {
2154                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2155                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2156         } else {
2157                 metadata_missing = 1;
2158         }
2159         if (bootinfo.bi_envp)
2160                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2161 #endif
2162
2163         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2164         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2165         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2166         if (kmdp == NULL)
2167                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2168         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2169         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2170 #ifdef DDB
2171         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2172         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2173 #endif
2174
2175         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2176                 bootverbose++;
2177
2178         /*
2179          * Default MachIntrABI to ICU
2180          */
2181         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2182
2183         /*
2184          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2185          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2186          */
2187         ncpus = 1;
2188         ncpus2 = 1;
2189         ncpus_fit = 1;
2190         /* Init basic tunables, hz etc */
2191         init_param1();
2192
2193         /*
2194          * make gdt memory segments
2195          */
2196         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2197                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2198
2199         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2200
2201         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2202                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2203                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2204         }
2205         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2206             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2207
2208         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2209         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2210         lgdt(&r_gdt);
2211
2212         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2213         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2214         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2215
2216         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2217         cpu_gdinit(gd, 0);
2218         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2219         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2220         safepri = TDPRI_MAX;
2221
2222         /* spinlocks and the BGL */
2223         init_locks();
2224
2225         /* exceptions */
2226         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2227                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2228         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2229         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2230         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2231         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2232         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2233         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2234         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2235         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2236         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2237         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2238         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2239         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2240         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2241         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2242         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2243         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2244         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2245         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2246         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2247
2248         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2249                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2250                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2251         }
2252
2253         lidt(&r_idt_arr[0]);
2254
2255         /*
2256          * Initialize the console before we print anything out.
2257          */
2258         cninit();
2259
2260 #if 0 /* JG */
2261         if (metadata_missing)
2262                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2263 #endif
2264
2265 #if     NISA >0
2266         elcr_probe();
2267         isa_defaultirq();
2268 #endif
2269         rand_initialize();
2270
2271         /*
2272          * Initialize IRQ mapping
2273          *
2274          * NOTE:
2275          * SHOULD be after elcr_probe()
2276          */
2277         MachIntrABI_ICU.initmap();
2278         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2279
2280 #ifdef DDB
2281         kdb_init();
2282         if (boothowto & RB_KDB)
2283                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2284 #endif
2285
2286 #if 0 /* JG */
2287         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2288         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2289         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2290 #endif
2291         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2292         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2293
2294         /*
2295          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2296          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2297          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2298          *
2299          * On modern amd cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2300          * significant power management in HLT or ACPI (but cpu_idle_hlt=1
2301          * would try to use MWAIT).
2302          *
2303          * On older amd or intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2304          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2305          * longer.
2306          */
2307         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2308             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2309                 cpu_idle_hlt = 1;
2310         }
2311         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
2312             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {  /* Bobcat or later */
2313                 cpu_idle_hlt = 3;
2314         }
2315
2316         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2317         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2318         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2319         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2320
2321         /*
2322          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2323          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2324          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2325          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2326          *
2327          * NOTE:
2328          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2329          * 'cpu_feature2'
2330          */
2331         if (ioapic_enable < 0) {
2332                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2333                         ioapic_enable = 0;
2334                 else
2335                         ioapic_enable = 1;
2336         }
2337
2338         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2339         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2340                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2341                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2342         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2343         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2344
2345         /* double fault stack */
2346         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2347                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2348                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2349
2350         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2351         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2352
2353         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2354         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2355         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2356         ltr(gsel_tss);
2357
2358         /* Set up the fast syscall stuff */
2359         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2360         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2361         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2362         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2363         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2364               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2365         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2366         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2367
2368         getmemsize(kmdp, physfree);
2369         init_param2(physmem);
2370
2371         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2372
2373         /* Map the message buffer. */
2374 #if 0 /* JG */
2375         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2376                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2377 #endif
2378
2379         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2380
2381
2382         /* transfer to user mode */
2383
2384         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2385         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2386         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2387
2388         load_ds(_udatasel);
2389         load_es(_udatasel);
2390         load_fs(_udatasel);
2391
2392         /* setup proc 0's pcb */
2393         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2394         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2395         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2396         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2397
2398         /* Location of kernel stack for locore */
2399         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2404  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2405  * data space were allocated in locore.
2406  *
2407  * Note: the idlethread's cpl is 0
2408  *
2409  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2410  */
2411 void
2412 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2413 {
2414         if (cpu)
2415                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2416
2417         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2418                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2419                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2420                         0, &gd->mi);
2421         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2422         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2423         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2424         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2425 }
2426
2427 /*
2428  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2429  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2430  * checking CPU_prvspace[*].
2431  */
2432 int
2433 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2434 {
2435 #if 0
2436         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2437             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2438                 return (TRUE);
2439         }
2440 #endif
2441         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2442                 return (TRUE);
2443         return (FALSE);
2444 }
2445
2446 struct globaldata *
2447 globaldata_find(int cpu)
2448 {
2449         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2450         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2451 }
2452
2453 /*
2454  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2455  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2456  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2457  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2458  */
2459 int
2460 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2461 {
2462         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2463                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2464         else
2465                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2466         return (0);
2467 }
2468
2469 int
2470 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2471 {
2472         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2473         return (0);
2474 }
2475
2476 int
2477 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2478 {
2479         struct trapframe *tp;
2480
2481         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2482                 return EINVAL;
2483         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2484         return (0);
2485 }
2486
2487 int
2488 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2489 {
2490         struct trapframe *tp;
2491
2492         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2493         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2494             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2495                 return (EINVAL);
2496         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2497         clear_quickret();
2498         return (0);
2499 }
2500
2501 static void
2502 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2503 {
2504         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2505         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2506         int i;
2507
2508         /* FPU control/status */
2509         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2510         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2511         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2512         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2513         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2514         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2515         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2516         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2517
2518         /* FPU registers */
2519         for (i = 0; i < 8; ++i)
2520                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2521 }
2522
2523 static void
2524 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2525 {
2526         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2527         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2528         int i;
2529
2530         /* FPU control/status */
2531         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2532         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2533         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2534         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2535         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2536         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2537         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2538         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2539
2540         /* FPU registers */
2541         for (i = 0; i < 8; ++i)
2542                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2543 }
2544
2545 int
2546 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2547 {
2548         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2549                 return EINVAL;
2550         if (cpu_fxsr) {
2551                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2552                                 (struct save87 *)fpregs);
2553                 return (0);
2554         }
2555         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2556         return (0);
2557 }
2558
2559 int
2560 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2561 {
2562         if (cpu_fxsr) {
2563                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2564                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2565                 return (0);
2566         }
2567         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2568         return (0);
2569 }
2570
2571 int
2572 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2573 {
2574         struct pcb *pcb;
2575
2576         if (lp == NULL) {
2577                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2578                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2579                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2580                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2581                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2582                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2583                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2584                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2585                 return (0);
2586         }
2587         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2588                 return EINVAL;
2589         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2590         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2591         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2592         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2593         dbregs->dr[4] = 0;
2594         dbregs->dr[5] = 0;
2595         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2596         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2597         return (0);
2598 }
2599
2600 int
2601 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2602 {
2603         if (lp == NULL) {
2604                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2605                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2606                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2607                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2608                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2609                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2610                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2611                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2612         } else {
2613                 struct pcb *pcb;
2614                 struct ucred *ucred;
2615                 int i;
2616                 uint64_t mask1, mask2;
2617
2618                 /*
2619                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2620                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2621                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2622                  * TRCTRAP.
2623                  */
2624                 /* JG this loop looks unreadable */
2625                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2626                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2627                  */
2628                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2629                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2630                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2631                  * carried to decide if it is safe and useful to
2632                  * provide access to that capability
2633                  */
2634                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2635                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2636                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2637                                 return (EINVAL);
2638
2639                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2640                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2641
2642                 /*
2643                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2644                  * process's address space.  If a process could do this, it
2645                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2646                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2647                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2648                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2649                  * uid 0.
2650                  *
2651                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2652                  * address space is written into from within the kernel
2653                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2654                  * from within kernel mode?
2655                  */
2656
2657                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2658                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2659                                 /* dr0 is enabled */
2660                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2661                                         return (EINVAL);
2662                         }
2663
2664                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2665                                 /* dr1 is enabled */
2666                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2667                                         return (EINVAL);
2668                         }
2669
2670                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2671                                 /* dr2 is enabled */
2672                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2673                                         return (EINVAL);
2674                         }
2675
2676                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2677                                 /* dr3 is enabled */
2678                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2679                                         return (EINVAL);
2680                         }
2681                 }
2682
2683                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2684                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2685                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2686                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2687                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2688                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2689
2690                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2691         }
2692
2693         return (0);
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2698  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2699  */
2700 int
2701 user_dbreg_trap(void)
2702 {
2703         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2704         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2705         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2706         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2707         int i;
2708
2709         dr7 = rdr7();
2710         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2711                 /*
2712                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2713                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2714                  * hardware debug registers
2715                  */
2716                 return 0;
2717         }
2718
2719         nbp = 0;
2720         dr6 = rdr6();
2721         bp = dr6 & 0xf;
2722
2723         if (bp == 0) {
2724                 /*
2725                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2726                  * trap was not caused by any of the debug registers
2727                  */
2728                 return 0;
2729         }
2730
2731         /*
2732          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2733          * which ones and if any of them are user space addresses
2734          */
2735
2736         if (bp & 0x01) {
2737                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2738         }
2739         if (bp & 0x02) {
2740                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2741         }
2742         if (bp & 0x04) {
2743                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2744         }
2745         if (bp & 0x08) {
2746                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2747         }
2748
2749         for (i=0; i<nbp; i++) {
2750                 if (addr[i] <
2751                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2752                         /*
2753                          * addr[i] is in user space
2754                          */
2755                         return nbp;
2756                 }
2757         }
2758
2759         /*
2760          * None of the breakpoints are in user space.
2761          */
2762         return 0;
2763 }
2764
2765
2766 #ifndef DDB
2767 void
2768 Debugger(const char *msg)
2769 {
2770         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2771 }
2772 #endif /* no DDB */
2773
2774 #ifdef DDB
2775
2776 /*
2777  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2778  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2779  * called inside DDB.
2780  *
2781  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2782  */
2783
2784 #undef inb
2785 #undef outb
2786
2787 /* silence compiler warnings */
2788 u_char inb(u_int);
2789 void outb(u_int, u_char);
2790
2791 u_char
2792 inb(u_int port)
2793 {
2794         u_char  data;
2795         /*
2796          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2797          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2798          * if we tell it to load (u_short) port.
2799          */
2800         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2801         return (data);
2802 }
2803
2804 void
2805 outb(u_int port, u_char data)
2806 {
2807         u_char  al;
2808         /*
2809          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2810          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2811          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2812          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2813          */
2814         al = data;
2815         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2816 }
2817
2818 #endif /* DDB */
2819
2820
2821
2822 /*
2823  * initialize all the SMP locks
2824  */
2825
2826 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2827 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2828
2829 /* lock region used by kernel profiling */
2830 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2831
2832 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2833 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2834
2835 /* lock regions around the clock hardware */
2836 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2837
2838 static void
2839 init_locks(void)
2840 {
2841         /*
2842          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2843          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2844          */
2845         cpu_get_initial_mplock();
2846         /* DEPRECATED */
2847         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2848         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2849         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2850         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2851
2852         /* our token pool needs to work early */
2853         lwkt_token_pool_init();
2854 }
2855
2856 boolean_t
2857 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2858 {
2859         int cx_idx, sub;
2860
2861         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2862         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2863                 return FALSE;
2864
2865         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2866         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2867                 return FALSE;
2868
2869         return TRUE;
2870 }
2871
2872 void
2873 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2874 {
2875         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2876 }
2877
2878 void
2879 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2880 {
2881         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2882 }
2883
2884 static int
2885 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2886 {
2887         int old_cx_idx, sub = 0;
2888
2889         if (hint >= 0) {
2890                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2891                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2892         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2893                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2894         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2895                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2896         } else {
2897                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2898         }
2899
2900         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2901                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2902         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2903                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2904         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2905                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2906         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2907             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2908                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2909         else
2910                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2911
2912         return old_cx_idx;
2913 }
2914
2915 static int
2916 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2917 {
2918         int cx_idx, sub, hint;
2919         char *ptr, *start;
2920
2921         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2922                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2923                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2924                 goto done;
2925         }
2926         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2927                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2928                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2929                 goto done;
2930         }
2931
2932         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2933                 return -1;
2934         start = &name[1];
2935         ptr = NULL;
2936
2937         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2938         if (ptr == start || *ptr != '/')
2939                 return -1;
2940         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2941                 return -1;
2942
2943         start = ptr + 1;
2944         ptr = NULL;
2945
2946         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2947         if (*ptr != '\0')
2948                 return -1;
2949         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2950                 return -1;
2951
2952         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2953 done:
2954         *hint0 = hint;
2955         return cx_idx;
2956 }
2957
2958 static int
2959 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
2960 {
2961         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2962                 return EOPNOTSUPP;
2963         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2964                 int error;
2965
2966                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2967                 if (error)
2968                         return error;
2969         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2970                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2971         }
2972         return 0;
2973 }
2974
2975 static int
2976 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2977     boolean_t allow_auto)
2978 {
2979         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
2980         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
2981
2982         hint = *hint0;
2983         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
2984             allow_auto);
2985
2986         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2987         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2988                 return error;
2989
2990         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2991                 return EOPNOTSUPP;
2992
2993         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
2994         if (cx_idx < 0)
2995                 return EINVAL;
2996
2997         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
2998         if (error)
2999                 return error;
3000
3001         *hint0 = hint;
3002         return 0;
3003 }
3004
3005 static int
3006 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3007 {
3008         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3009         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3010
3011         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3012
3013         hint = stat->hint;
3014         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3015
3016         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3017         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3018         if (cx_idx < 0)
3019                 return EINVAL;
3020
3021         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3022         if (error)
3023                 return error;
3024
3025         stat->hint = hint;
3026         return 0;
3027 }
3028
3029 static int
3030 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3031 {
3032         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3033         int error, cx_idx, cpu;
3034         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3035
3036         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3037
3038         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3039         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3040                 return error;
3041
3042         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3043                 return EOPNOTSUPP;
3044
3045         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3046         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3047
3048         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3049         if (cx_idx < 0)
3050                 return EINVAL;
3051
3052         /* Change per-cpu CX configuration */
3053         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3054                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3055                 if (error)
3056                         return error;
3057         }
3058
3059         cpu_mwait_halt_global = hint;
3060         return 0;
3061 }
3062
3063 static int
3064 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3065 {
3066         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3067         int error;
3068
3069         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3070             &stat->hint, TRUE);
3071         return error;
3072 }
3073
3074 static int
3075 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3076 {
3077         int error;
3078
3079         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3080             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3081         return error;
3082 }
3083
3084 /*
3085  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3086  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3087  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3088  *
3089  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3090  */
3091 #if 0
3092 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3093 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3094 #endif
3095
3096 void
3097 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3098 {
3099 #if 0
3100         globaldata_t gd = mycpu;
3101         int cpu = gd->gd_cpuid;
3102         char buf[64];
3103         short *gptr;
3104         int i;
3105
3106         if (cpu <= 20) {
3107                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3108                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3109                 ++gptr;
3110
3111                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3112                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3113                     gd->gd_infomsg);
3114                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3115                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3116                 }
3117         }
3118 #if 0
3119         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3120                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3121                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3122         }
3123         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3124         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3125                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3126                         gd->gd_cpuid);
3127         }
3128         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3129                 int delta;
3130                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3131                         delta = saveticks[i] - ticks;
3132                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3133                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3134                                       gd->gd_cpuid, i);
3135                         }
3136                 }
3137         }
3138 #endif
3139 #endif
3140 }