sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

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