6a2f8aca9f2fe26624174f580ca748edfd4bdfdb
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_cpu.h"
46 #include "opt_ddb.h"
47 #include "opt_directio.h"
48 #include "opt_inet.h"
49 #include "opt_msgbuf.h"
50 #include "opt_swap.h"
51
52 #include <sys/param.h>
53 #include <sys/systm.h>
54 #include <sys/sysproto.h>
55 #include <sys/signalvar.h>
56 #include <sys/kernel.h>
57 #include <sys/linker.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/priv.h>
61 #include <sys/buf.h>
62 #include <sys/reboot.h>
63 #include <sys/mbuf.h>
64 #include <sys/msgbuf.h>
65 #include <sys/sysent.h>
66 #include <sys/sysctl.h>
67 #include <sys/vmmeter.h>
68 #include <sys/bus.h>
69 #include <sys/usched.h>
70 #include <sys/reg.h>
71 #include <sys/sbuf.h>
72 #include <sys/ctype.h>
73 #include <sys/serialize.h>
74 #include <sys/systimer.h>
75
76 #include <vm/vm.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <sys/lock.h>
79 #include <vm/vm_kern.h>
80 #include <vm/vm_object.h>
81 #include <vm/vm_page.h>
82 #include <vm/vm_map.h>
83 #include <vm/vm_pager.h>
84 #include <vm/vm_extern.h>
85
86 #include <sys/thread2.h>
87 #include <sys/mplock2.h>
88 #include <sys/mutex2.h>
89
90 #include <sys/user.h>
91 #include <sys/exec.h>
92 #include <sys/cons.h>
93
94 #include <sys/efi.h>
95
96 #include <ddb/ddb.h>
97
98 #include <machine/cpu.h>
99 #include <machine/clock.h>
100 #include <machine/specialreg.h>
101 #if 0 /* JG */
102 #include <machine/bootinfo.h>
103 #endif
104 #include <machine/md_var.h>
105 #include <machine/metadata.h>
106 #include <machine/pc/bios.h>
107 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
108 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
109 #include <machine/smp.h>
110 #include <machine/cputypes.h>
111 #include <machine/intr_machdep.h>
112 #include <machine/framebuffer.h>
113
114 #ifdef OLD_BUS_ARCH
115 #include <bus/isa/isa_device.h>
116 #endif
117 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
118 #include <bus/isa/rtc.h>
119 #include <sys/random.h>
120 #include <sys/ptrace.h>
121 #include <machine/sigframe.h>
122
123 #include <sys/machintr.h>
124 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
125 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
126 #include <machine_base/apic/lapic.h>
127 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
128 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
129 #include <machine/mptable.h>
130
131 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
132
133 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
134
135 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
136 extern void identify_cpu(void);
137 #if 0 /* JG */
138 extern void finishidentcpu(void);
139 #endif
140 extern void panicifcpuunsupported(void);
141
142 static void cpu_startup(void *);
143 static void pic_finish(void *);
144 static void cpu_finish(void *);
145
146 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
147 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
148 #ifdef DIRECTIO
149 extern void ffs_rawread_setup(void);
150 #endif /* DIRECTIO */
151 static void init_locks(void);
152
153 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
154
155 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
156 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
157 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
158
159 #ifdef DDB
160 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
161 #endif
162
163 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
164 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
165
166 vm_paddr_t efi_systbl_phys;
167 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
168 u_long  atdevbase;
169 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
170 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
171 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
172
173 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
174
175 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
176 extern int swtch_optim_stats;
177 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
178         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
179 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
180         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
181 #endif
182 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
183         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
184 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
185     "monitor/mwait target state");
186
187 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
188         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
189          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
190
191 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
192
193 #define CPU_MWAIT_C1            1
194 #define CPU_MWAIT_C2            2
195 #define CPU_MWAIT_C3            3
196 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
197
198 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
199 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
200
201 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
202 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
203
204 struct cpu_mwait_cx {
205         int                     subcnt;
206         char                    name[4];
207         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
208         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
209 };
210 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
211 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
212
213 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
214 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
215 static int                      *cpu_mwait_hints;
216
217 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
218 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
219
220 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
221
222 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
223 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
224 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
225
226 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
227 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
228
229 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
230                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
231                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
232
233 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
234     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
235 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
236     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
237
238 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
239                     int *, boolean_t);
240 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
241 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
242 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
243
244 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
245     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
246 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
247     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
248 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
249     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
250
251 long physmem = 0;
252
253 u_long ebda_addr = 0;
254
255 int imcr_present = 0;
256
257 int naps = 0; /* # of Applications processors */
258
259 u_int base_memory;
260 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
261
262 static int
263 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
264 {
265         u_long pmem = ctob(physmem);
266
267         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
268         return (error);
269 }
270
271 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
272         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
273
274 static int
275 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
276 {
277         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
278                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
279         return (error);
280 }
281
282 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
283         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
284
285 static int
286 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
287 {
288         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
289                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
290         return (error);
291 }
292
293 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
294         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
295
296 vm_paddr_t Maxmem;
297 vm_paddr_t Realmem;
298
299 /*
300  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
301  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
302  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
303  * PHYSSEG entries.
304  */
305 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
306
307 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
308 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
309
310 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
311 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
312 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
313
314 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
315 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
316 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
317 static struct trapframe proc0_tf;
318
319 static void
320 cpu_startup(void *dummy)
321 {
322         caddr_t v;
323         vm_size_t size = 0;
324         vm_offset_t firstaddr;
325
326         /*
327          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
328          */
329         kprintf("%s", version);
330         startrtclock();
331         printcpuinfo();
332         panicifcpuunsupported();
333         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
334                 (intmax_t)Realmem,
335                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
336         /*
337          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
338          */
339         if (bootverbose) {
340                 int indx;
341
342                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
343                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
344                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
345
346                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
347                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
348                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
349                                 (intmax_t)size1,
350                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
351                 }
352         }
353
354         /*
355          * Allocate space for system data structures.
356          * The first available kernel virtual address is in "v".
357          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
358          * As pages of memory are allocated and cleared,
359          * "firstaddr" is incremented.
360          * An index into the kernel page table corresponding to the
361          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
362          */
363
364         /*
365          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
366          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
367          * addresses to the various data structures.
368          */
369         firstaddr = 0;
370 again:
371         v = (caddr_t)firstaddr;
372
373 #define valloc(name, type, num) \
374             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
375 #define valloclim(name, type, num, lim) \
376             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
377
378         /*
379          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
380          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
381          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
382          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
383          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
384          * maxbcache bytes.
385          *
386          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
387          */
388         if (nbuf == 0) {
389                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
390                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
391
392                 nbuf = 50;
393                 if (kbytes > 4096)
394                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
395                 if (kbytes > 65536)
396                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
397                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
398                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
399         }
400
401         /*
402          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
403          * kernel_map.
404          */
405         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
406                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
407                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
408                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
409                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
410         }
411
412         /*
413          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
414          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
415          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
416          * can prevent the system from paging properly.
417          */
418         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
419                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
420                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
421         }
422
423         /*
424          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
425          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
426          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
427          */
428         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
429                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
430                        sizeof(struct buf) / 2;
431                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
432                         "considerations\n", nbuf);
433         }
434
435         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
436 #ifdef NSWBUF_MIN
437         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
438                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
439 #endif
440         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
441 #ifdef NSWBUF_MIN
442         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
443                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
444 #endif
445 #ifdef DIRECTIO
446         ffs_rawread_setup();
447 #endif
448
449         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
450         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
451         valloc(buf, struct buf, nbuf);
452
453         /*
454          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
455          */
456         if (firstaddr == 0) {
457                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
458                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size),
459                                        VM_SUBSYS_BUF);
460                 if (firstaddr == 0)
461                         panic("startup: no room for tables");
462                 goto again;
463         }
464
465         /*
466          * End of second pass, addresses have been assigned
467          *
468          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
469          *
470          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
471          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
472          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
473          */
474         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
475                 panic("startup: table size inconsistency");
476
477         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
478                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
479                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
480         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
481                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
482         buffer_map.system_map = 1;
483         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
484                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
485                       pager_map_size);
486         pager_map.system_map = 1;
487         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
488                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
489                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
490                 1024 / 1024);
491 }
492
493 struct cpu_idle_stat {
494         int     hint;
495         int     reserved;
496         u_long  halt;
497         u_long  spin;
498         u_long  repeat;
499         u_long  repeat_last;
500         u_long  repeat_delta;
501         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
502 } __cachealign;
503
504 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
505 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
506
507 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
508
509 static int
510 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
511 {
512         int idx = arg2, cpu, error;
513         u_long val = 0;
514
515         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
516                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
517                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
518         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
519                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
520                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
521         } else {
522                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
523                     ("invalid index %d", idx));
524                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
525                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
526         }
527
528         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
529         if (error || req->newptr == NULL)
530                 return error;
531
532         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
533                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
534                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
535                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
536         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
537                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
538                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
539                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
540         } else {
541                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
542                     ("invalid index %d", idx));
543                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
544                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
545                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
546         }
547         return 0;
548 }
549
550 static void
551 cpu_mwait_attach(void)
552 {
553         struct sbuf sb;
554         int hint_idx, i;
555
556         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
557                 return;
558
559         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
560             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
561              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
562               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
563                 int bm_sts = 1;
564
565                 /*
566                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
567                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
568                  */
569                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
570
571                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
572                 if (!bm_sts)
573                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
574         }
575
576         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
577             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
578
579         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
580                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
581                 int sub;
582
583                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
584
585                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
586                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
587                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
588                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
589                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
590                         continue;
591
592                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
593                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
594                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
595                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
596                     "sub-state count");
597                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
598                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
599                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
600                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
601
602                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
603                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
604         }
605         sbuf_trim(&sb);
606         sbuf_finish(&sb);
607
608         /*
609          * Non-deep C-states
610          */
611         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
612         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
613                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
614         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
615             M_DEVBUF, M_WAITOK);
616
617         hint_idx = 0;
618         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
619                 int j, subcnt;
620
621                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
622                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
623                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
624                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
625                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
626                         ++hint_idx;
627                 }
628         }
629         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
630             ("mwait hint count %d != index %d",
631              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
632
633         if (bootverbose) {
634                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
635                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
636                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
637
638                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
639                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
640                             hint);
641                 }
642         }
643
644         /*
645          * Deep C-states
646          */
647         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
648                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
649         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
650             M_DEVBUF, M_WAITOK);
651
652         hint_idx = 0;
653         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
654                 int j, subcnt;
655
656                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
657                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
658                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
659                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
660                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
661                         ++hint_idx;
662                 }
663         }
664         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
665             ("mwait deep hint count %d != index %d",
666              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
667
668         if (bootverbose) {
669                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
670                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
671                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
672
673                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
674                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
675                             hint);
676                 }
677         }
678         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
679
680         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
681                 char name[16];
682
683                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
684                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
685                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
686                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
687                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
688         }
689 }
690
691 static void
692 cpu_finish(void *dummy __unused)
693 {
694         cpu_setregs();
695         cpu_mwait_attach();
696 }
697
698 static void
699 pic_finish(void *dummy __unused)
700 {
701         /* Log ELCR information */
702         elcr_dump();
703
704         /* Log MPTABLE information */
705         mptable_pci_int_dump();
706
707         /* Finalize PCI */
708         MachIntrABI.finalize();
709 }
710
711 /*
712  * Send an interrupt to process.
713  *
714  * Stack is set up to allow sigcode stored
715  * at top to call routine, followed by kcall
716  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
717  * resets the signal mask, the stack, and the
718  * frame pointer, it returns to the user
719  * specified pc, psl.
720  */
721 void
722 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
723 {
724         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
725         struct proc *p = lp->lwp_proc;
726         struct trapframe *regs;
727         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
728         struct sigframe sf, *sfp;
729         int oonstack;
730         char *sp;
731
732         regs = lp->lwp_md.md_regs;
733         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
734
735         /* Save user context */
736         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
737         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
738         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
739         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
740         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
741         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
742
743         /* Make the size of the saved context visible to userland */
744         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
745
746         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
747         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
748             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
749                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
750                               sizeof(struct sigframe));
751                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
752         } else {
753                 /* We take red zone into account */
754                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
755         }
756
757         /*
758          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
759          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
760          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
761          * kernel is ok.
762          *
763          * The problem though is if userland winds up trying to use the
764          * context directly.
765          */
766         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
767
768         /* Translate the signal is appropriate */
769         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
770                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
771                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
772         }
773
774         /*
775          * Build the argument list for the signal handler.
776          *
777          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
778          */
779         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
780         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
781
782         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
783                 /*
784                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
785                  *
786                  * action(signo, siginfo, ucontext)
787                  */
788                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
789                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
790                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
791
792                 /* fill siginfo structure */
793                 sf.sf_si.si_signo = sig;
794                 sf.sf_si.si_code = code;
795                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
796         } else {
797                 /*
798                  * Old FreeBSD-style arguments.
799                  *
800                  * handler (signo, code, [uc], addr)
801                  */
802                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
803                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
804                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
805         }
806
807         /*
808          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
809          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
810          * eflags.
811          */
812 #if 0 /* JG */
813         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
814                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
815                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
816
817                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
818                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
819                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
820                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
821
822                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
823                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
824                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
825                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
826
827                 /*
828                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
829                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
830                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
831                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
832                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
833                  */
834                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
835         }
836 #endif
837
838         /*
839          * Save the FPU state and reinit the FP unit
840          */
841         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
842
843         /*
844          * Copy the sigframe out to the user's stack.
845          */
846         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
847                 /*
848                  * Something is wrong with the stack pointer.
849                  * ...Kill the process.
850                  */
851                 sigexit(lp, SIGILL);
852         }
853
854         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
855         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
856
857         /*
858          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
859          * on function entry
860          */
861         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
862
863         /*
864          * 64 bit mode has a code and stack selector but
865          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
866          * stored in-context.
867          */
868         regs->tf_cs = _ucodesel;
869         regs->tf_ss = _udatasel;
870         clear_quickret();
871 }
872
873 /*
874  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
875  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
876  * issue.
877  *
878  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
879  * bad idea?
880  */
881 int
882 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
883 {
884         frame->tf_cs = _ucodesel;
885         frame->tf_ss = _udatasel;
886         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
887         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
888         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
889
890         return(0);
891 }
892
893 /*
894  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
895  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
896  */
897 int
898 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
899 {
900         return(0);
901 }
902
903 /*
904  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
905  *
906  * System call to cleanup state after a signal
907  * has been taken.  Reset signal mask and
908  * stack state from context left by sendsig (above).
909  * Return to previous pc and psl as specified by
910  * context left by sendsig. Check carefully to
911  * make sure that the user has not modified the
912  * state to gain improper privileges.
913  *
914  * MPSAFE
915  */
916 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
917 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
918
919 int
920 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
921 {
922         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
923         struct trapframe *regs;
924         ucontext_t uc;
925         ucontext_t *ucp;
926         register_t rflags;
927         int cs;
928         int error;
929
930         /*
931          * We have to copy the information into kernel space so userland
932          * can't modify it while we are sniffing it.
933          */
934         regs = lp->lwp_md.md_regs;
935         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
936         if (error)
937                 return (error);
938         ucp = &uc;
939         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
940
941         /* VM (8086) mode not supported */
942         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
943
944 #if 0 /* JG */
945         if (eflags & PSL_VM) {
946                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
947                 struct vm86_kernel *vm86;
948
949                 /*
950                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
951                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
952                  */
953                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
954                         return (EINVAL);
955                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
956                 if (vm86->vm86_inited == 0)
957                         return (EINVAL);
958
959                 /* go back to user mode if both flags are set */
960                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
961                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
962
963                 if (vm86->vm86_has_vme) {
964                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
965                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
966                 } else {
967                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
968                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
969                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
970                 }
971                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
972                 tf->tf_eflags = eflags;
973                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
974                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
975                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
976                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
977                 tf->tf_ds = _udatasel;
978                 tf->tf_es = _udatasel;
979                 tf->tf_fs = _udatasel;
980                 tf->tf_gs = _udatasel;
981         } else
982 #endif
983         {
984                 /*
985                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
986                  */
987                 /*
988                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
989                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
990                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
991                  * the signal context during signal handling and there is no
992                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
993                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
994                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
995                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
996                  */
997                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
998                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
999                         return(EINVAL);
1000                 }
1001
1002                 /*
1003                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1004                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1005                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1006                  */
1007                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1008                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1009                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1010                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1011                         return(EINVAL);
1012                 }
1013                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1014         }
1015
1016         /*
1017          * Restore the FPU state from the frame
1018          */
1019         crit_enter();
1020         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1021
1022         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1023                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1024         else
1025                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1026
1027         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1028         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1029         clear_quickret();
1030         crit_exit();
1031         return(EJUSTRETURN);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Machine dependent boot() routine
1036  *
1037  * I haven't seen anything to put here yet
1038  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1039  */
1040 void
1041 cpu_boot(int howto)
1042 {
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Shutdown the CPU as much as possible
1047  */
1048 void
1049 cpu_halt(void)
1050 {
1051         for (;;)
1052                 __asm__ __volatile("hlt");
1053 }
1054
1055 /*
1056  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1057  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1058  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1059  *
1060  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1061  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1062  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
1063  * critical section.
1064  *
1065  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1066  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1067  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1068  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1069  *
1070  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1071  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1072  *
1073  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1074  */
1075 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1076 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1077     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1078 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1079     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1080
1081 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1082     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1083 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1084     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1085
1086 static void
1087 cpu_idle_default_hook(void)
1088 {
1089         /*
1090          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1091          * following the sti.
1092          */
1093         __asm __volatile("sti; hlt");
1094 }
1095
1096 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1097 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1098
1099 static __inline int
1100 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1101 {
1102         int hint, cx_idx;
1103         u_int idx;
1104
1105         hint = stat->hint;
1106         if (hint >= 0)
1107                 goto done;
1108
1109         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1110             cpu_mwait_repeat_shift;
1111         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1112                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1113                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1114         }
1115         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1116                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1117                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1118                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1119         } else {
1120                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1121                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1122                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1123         }
1124 done:
1125         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1126         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1127                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1128         return hint;
1129 }
1130
1131 void
1132 cpu_idle(void)
1133 {
1134         globaldata_t gd = mycpu;
1135         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1136         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1137         int reqflags;
1138         int quick;
1139
1140         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1141
1142         crit_exit();
1143         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1144
1145         for (;;) {
1146                 /*
1147                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1148                  */
1149                 lwkt_switch();
1150
1151                 /*
1152                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1153                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1154                  * splz() does the job.
1155                  *
1156                  * cpu_idle_hlt:
1157                  *      0       Never halt, just spin
1158                  *
1159                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1160                  *
1161                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1162                  *              cpus.
1163                  *
1164                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1165                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1166                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1167                  *
1168                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1169                  *              Intel cpus.
1170                  *
1171                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1172                  *              eats the least amount of power but the cpu
1173                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1174                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1175                  *
1176                  *      4       Always use HLT.
1177                  *
1178                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1179                  *       section.
1180                  *
1181                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1182                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1183                  *       it overflows.
1184                  *
1185                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1186                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1187                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1188                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1189                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1190                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1191                  *
1192                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1193                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1194                  * the request.
1195                  */
1196                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1197                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1198                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1199                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1200                         stat->repeat_last = 0;
1201                         stat->repeat_delta = 0;
1202                 }
1203                 ++stat->repeat_last;
1204
1205                 ++gd->gd_idle_repeat;
1206                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1207                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1208                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1209                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1210
1211                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1212                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1213                         splz(); /* XXX */
1214                         crit_enter_gd(gd);
1215                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1216                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1217                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1218                         stat->halt++;
1219                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1220                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1221                                                       gd->gd_cpuid)) {
1222                                 cpu_invltlb();
1223                                 cpu_mfence();
1224                         }
1225                         crit_exit_gd(gd);
1226                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1227                         __asm __volatile("cli");
1228                         splz();
1229                         crit_enter_gd(gd);
1230                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1231                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1232                                 if (quick)
1233                                         cpu_idle_default_hook();
1234                                 else
1235                                         cpu_idle_hook();
1236                         }
1237                         __asm __volatile("sti");
1238                         stat->halt++;
1239                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1240                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1241                                                       gd->gd_cpuid)) {
1242                                 cpu_invltlb();
1243                                 cpu_mfence();
1244                         }
1245                         crit_exit_gd(gd);
1246                 } else {
1247                         splz();
1248                         __asm __volatile("sti");
1249                         stat->spin++;
1250                 }
1251         }
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Called in a loop indirectly via Xcpustop
1256  */
1257 void
1258 cpu_smp_stopped(void)
1259 {
1260         globaldata_t gd = mycpu;
1261         volatile __uint64_t *ptr;
1262         __uint64_t ovalue;
1263
1264         ptr = CPUMASK_ADDR(started_cpus, gd->gd_cpuid);
1265         ovalue = *ptr;
1266         if ((ovalue & CPUMASK_SIMPLE(gd->gd_cpuid & 63)) == 0) {
1267                 if (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) {
1268                         cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr), ovalue,
1269                                            cpu_mwait_hints[CPU_MWAIT_C1], 0);
1270                 } else {
1271                         cpu_halt();     /* depend on lapic timer */
1272                 }
1273         }
1274 }
1275
1276 /*
1277  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1278  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1279  * we let it spin.
1280  */
1281 void
1282 cpu_spinlock_contested(void)
1283 {
1284         cpu_pause();
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Clear registers on exec
1289  */
1290 void
1291 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1292 {
1293         struct thread *td = curthread;
1294         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1295         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1296         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1297
1298         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1299         user_ldt_free(pcb);
1300   
1301         clear_quickret();
1302         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1303         regs->tf_rip = entry;
1304         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1305         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1306         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1307         regs->tf_ss = _udatasel;
1308         regs->tf_cs = _ucodesel;
1309         regs->tf_rbx = ps_strings;
1310
1311         /*
1312          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1313          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1314          */
1315         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1316                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1317                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1318                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1319                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1320                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1321                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1322                 if (pcb == td->td_pcb) {
1323                         /*
1324                          * Clear the debug registers on the running
1325                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1326                          * the next process we switch to.
1327                          */
1328                         reset_dbregs();
1329                 }
1330                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1331         }
1332
1333         /*
1334          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1335          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1336          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1337          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1338          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1339          */
1340         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1341
1342         /*
1343          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1344          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1345          *       may panic in npxdna().
1346          */
1347         crit_enter();
1348         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1349
1350         /*
1351          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1352          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1353          *       code knows what the current MSR values are.
1354          */
1355         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1356         pcb->pcb_gsbase = 0;
1357         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1358         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1359         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1360         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1361
1362         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1363         npxinit();
1364         crit_exit();
1365
1366         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1367         pcb->pcb_es = _udatasel;
1368         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1369         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1370 }
1371
1372 void
1373 cpu_setregs(void)
1374 {
1375         register_t cr0;
1376
1377         cr0 = rcr0();
1378         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1379         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1380         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1381         load_cr0(cr0);
1382         load_gs(_udatasel);
1383 }
1384
1385 static int
1386 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1387 {
1388         int error;
1389         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1390                 req);
1391         if (!error && req->newptr)
1392                 resettodr();
1393         return (error);
1394 }
1395
1396 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1397         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1398
1399 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1400         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1401
1402 #if 0 /* JG */
1403 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1404         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1405 #endif
1406
1407 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1408         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1409
1410 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1411 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1412         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1413
1414 static int
1415 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1416 {
1417         struct efi_map_header *efihdr;
1418         caddr_t kmdp;
1419         uint32_t efisize;
1420
1421         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1422         if (kmdp == NULL)
1423                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1424         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1425             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1426         if (efihdr == NULL)
1427                 return (0);
1428         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
1429         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
1430 }
1431 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
1432     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
1433
1434 /*
1435  * Initialize 386 and configure to run kernel
1436  */
1437
1438 /*
1439  * Initialize segments & interrupt table
1440  */
1441
1442 int _default_ldt;
1443 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1444 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1445 #if 0 /* JG */
1446 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1447 #endif
1448
1449 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1450 struct region_descriptor r_gdt;
1451 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1452
1453 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1454 void *proc0paddr;
1455 /* JG alignment? */
1456 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1457
1458
1459 /* software prototypes -- in more palatable form */
1460 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1461 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1462 {       0x0,                    /* segment base address  */
1463         0x0,                    /* length */
1464         0,                      /* segment type */
1465         0,                      /* segment descriptor priority level */
1466         0,                      /* segment descriptor present */
1467         0,                      /* long */
1468         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1469         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1470 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1471 {       0x0,                    /* segment base address  */
1472         0xfffff,                /* length - all address space */
1473         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1474         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1475         1,                      /* segment descriptor present */
1476         1,                      /* long */
1477         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1478         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1479 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1480 {       0x0,                    /* segment base address  */
1481         0xfffff,                /* length - all address space */
1482         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1483         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1484         1,                      /* segment descriptor present */
1485         1,                      /* long */
1486         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1487         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1488 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1489 {       0x0,                    /* segment base address  */
1490         0xfffff,                /* length - all address space */
1491         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1492         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1493         1,                      /* segment descriptor present */
1494         0,                      /* long */
1495         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1496         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1497 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1498 {       0x0,                    /* segment base address  */
1499         0xfffff,                /* length - all address space */
1500         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1501         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1502         1,                      /* segment descriptor present */
1503         0,                      /* long */
1504         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1505         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1506 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1507 {       0x0,                    /* segment base address  */
1508         0xfffff,                /* length - all address space */
1509         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1510         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1511         1,                      /* segment descriptor present */
1512         1,                      /* long */
1513         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1514         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1515 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1516 {
1517         0x0,                    /* segment base address */
1518         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1519         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1520         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1521         1,                      /* segment descriptor present */
1522         0,                      /* long */
1523         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1524         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1525 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1526 {       0x0,                    /* segment base address  */
1527         0x0,                    /* length */
1528         0,                      /* segment type */
1529         0,                      /* segment descriptor priority level */
1530         0,                      /* segment descriptor present */
1531         0,                      /* long */
1532         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1533         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1534 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1535 {       0x0,                    /* segment base address  */
1536         0xfffff,                /* length - all address space */
1537         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1538         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1539         1,                      /* segment descriptor present */
1540         0,                      /* long */
1541         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1542         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1543 };
1544
1545 void
1546 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1547 {
1548         int cpu;
1549
1550         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1551                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1552
1553                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1554                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1555                 ip->gd_ist = ist;
1556                 ip->gd_xx = 0;
1557                 ip->gd_type = typ;
1558                 ip->gd_dpl = dpl;
1559                 ip->gd_p = 1;
1560                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1561         }
1562 }
1563
1564 void
1565 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1566 {
1567         struct gate_descriptor *ip;
1568
1569         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1570
1571         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1572         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1573         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1574         ip->gd_ist = ist;
1575         ip->gd_xx = 0;
1576         ip->gd_type = typ;
1577         ip->gd_dpl = dpl;
1578         ip->gd_p = 1;
1579         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1580 }
1581
1582 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1583
1584 extern inthand_t
1585         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1586         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1587         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1588         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1589         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1590         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1591
1592 void
1593 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1594 {
1595         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1596         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1597         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1598         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1599         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1600         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1601         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1602 }
1603
1604 void
1605 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1606 {
1607
1608         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1609         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1610         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1611         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1612         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1613         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1614         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1615         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1616         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1617         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1618 }
1619
1620 void
1621 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1622     struct system_segment_descriptor *sd)
1623 {
1624
1625         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1626         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1627         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1628         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1629         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1630         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1631         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1632         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1637  * available physical memory in the system, then test this memory and
1638  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1639  *
1640  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1641  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1642  *
1643  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1644  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1645  *
1646  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1647  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1648  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1649  *
1650  * XXX first should be vm_paddr_t.
1651  */
1652
1653 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1654 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1655         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1656         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1657         struct efi_map_header *efihdrbase;
1658         u_int32_t smapsize;
1659 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1660 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1661
1662 static void
1663 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1664 {
1665         int i;
1666
1667         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1668         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1669
1670         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1671                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1672                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1673                             smap->type, smap->base, smap->length);
1674
1675                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1676                         continue;
1677
1678                 if (smap->length == 0)
1679                         continue;
1680
1681                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1682                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1683                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1684                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1685                                                 "memory region, ignoring "
1686                                                 "second region\n");
1687                                 }
1688                                 break;
1689                         }
1690                 }
1691                 if (i <= *physmap_idx)
1692                         continue;
1693
1694                 Realmem += smap->length;
1695
1696                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1697                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1698                         continue;
1699                 }
1700
1701                 *physmap_idx += 2;
1702                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1703                         kprintf("Too many segments in the physical "
1704                                 "address map, giving up\n");
1705                         break;
1706                 }
1707                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1708                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1709         }
1710 }
1711
1712 static void
1713 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1714 {
1715          struct efi_md *map, *p;
1716          const char *type;
1717          size_t efisz;
1718          int i, ndesc;
1719
1720         static const char *types[] = {
1721                 "Reserved",
1722                 "LoaderCode",
1723                 "LoaderData",
1724                 "BootServicesCode",
1725                 "BootServicesData",
1726                 "RuntimeServicesCode",
1727                 "RuntimeServicesData",
1728                 "ConventionalMemory",
1729                 "UnusableMemory",
1730                 "ACPIReclaimMemory",
1731                 "ACPIMemoryNVS",
1732                 "MemoryMappedIO",
1733                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1734                 "PalCode"
1735          };
1736
1737         /*
1738          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1739          * Boot Services API.
1740          */
1741         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1742         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1743
1744         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1745                 return;
1746         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1747
1748         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1749                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1750                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1751
1752         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1753             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1754                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1755                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1756                                 type = types[p->md_type];
1757                         else
1758                                 type = "<INVALID>";
1759                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1760                             p->md_virt, p->md_pages);
1761                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1762                                 kprintf("UC ");
1763                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1764                                 kprintf("WC ");
1765                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1766                                 kprintf("WT ");
1767                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1768                                 kprintf("WB ");
1769                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1770                                 kprintf("UCE ");
1771                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1772                                 kprintf("WP ");
1773                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1774                                 kprintf("RP ");
1775                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1776                                 kprintf("XP ");
1777                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1778                                 kprintf("RUNTIME");
1779                         kprintf("\n");
1780                 }
1781
1782                 switch (p->md_type) {
1783                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1784                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1785                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1786                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1787                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1788                         /*
1789                          * We're allowed to use any entry with these types.
1790                          */
1791                         break;
1792                 default:
1793                         continue;
1794                 }
1795
1796                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1797
1798                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1799                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1800                         continue;
1801                 }
1802
1803                 *physmap_idx += 2;
1804                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1805                         kprintf("Too many segments in the physical "
1806                                 "address map, giving up\n");
1807                         break;
1808                 }
1809                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1810                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1811          }
1812 }
1813
1814 struct fb_info efi_fb_info;
1815 static int have_efi_framebuffer = 0;
1816
1817 static void
1818 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1819 {
1820         uint64_t sz;
1821         vm_offset_t addr, v;
1822
1823         v = efi_fb_info.vaddr;
1824         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1825
1826         if (direct_map) {
1827                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1828                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1829                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1830         } else {
1831                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1832                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1833         }
1834 }
1835
1836 int
1837 probe_efi_fb(int early)
1838 {
1839         struct efi_fb   *efifb;
1840         caddr_t         kmdp;
1841
1842         if (have_efi_framebuffer) {
1843                 if (!early &&
1844                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1845                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1846                         efi_fb_init_vaddr(0);
1847                 return 0;
1848         }
1849
1850         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1851         if (kmdp == NULL)
1852                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1853         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1854             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1855         if (efifb == NULL)
1856                 return 1;
1857
1858         have_efi_framebuffer = 1;
1859
1860         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1861         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1862         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1863         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1864         efi_fb_info.depth = 32;
1865         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1866         if (early) {
1867                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1868         } else {
1869                 efi_fb_init_vaddr(0);
1870         }
1871         efi_fb_info.fbops.fb_set_par = NULL;
1872         efi_fb_info.fbops.fb_blank = NULL;
1873         efi_fb_info.fbops.fb_debug_enter = NULL;
1874         efi_fb_info.device = NULL;
1875
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 static void
1880 efifb_startup(void *arg)
1881 {
1882         probe_efi_fb(0);
1883 }
1884
1885 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1886
1887 static void
1888 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1889 {
1890         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1891         int i, j;
1892         vm_paddr_t pa;
1893         vm_paddr_t msgbuf_size;
1894         u_long physmem_tunable;
1895         pt_entry_t *pte;
1896         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1897
1898         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1899         physmap_idx = 0;
1900
1901         /*
1902          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1903          *
1904          * subr_module.c says:
1905          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1906          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1907          */
1908         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1909             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1910         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1911             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1912         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1913                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1914
1915         if (efihdrbase == NULL)
1916                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1917         else
1918                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1919
1920         base_memory = physmap[1] / 1024;
1921         /* make hole for AP bootstrap code */
1922         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1923
1924         /* Save EBDA address, if any */
1925         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1926         ebda_addr <<= 4;
1927
1928         /*
1929          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1930          * highest page of the physical address space.  It should be
1931          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1932          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1933          */
1934         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1935
1936 #ifdef MAXMEM
1937         Maxmem = MAXMEM / 4;
1938 #endif
1939
1940         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1941                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1942
1943         /*
1944          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1945          * in the system.
1946          */
1947         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1948                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1949
1950         /*
1951          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1952          */
1953         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1954                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1955                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1956         }
1957
1958         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1959             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1960                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1961         }
1962
1963         /*
1964          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1965          *
1966          * Mask off page 0.
1967          */
1968         pmap_bootstrap(&first);
1969         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1970
1971         /*
1972          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1973          * exceeding Maxmem.
1974          */
1975         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1976                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1977                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1978                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1979                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1980                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1981
1982                 physmap[j] = physmap[i];
1983                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1984
1985                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1986                         j += 2;
1987         }
1988         physmap_idx = j - 2;
1989
1990         /*
1991          * Align anything else used in the validation loop.
1992          */
1993         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1994
1995         /*
1996          * Size up each available chunk of physical memory.
1997          */
1998         pa_indx = 0;
1999         da_indx = 1;
2000         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
2001         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
2002         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
2003         pte = CMAP1;
2004
2005         /*
2006          * Get dcons buffer address
2007          */
2008         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2009             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2010                 dcons_addr = 0;
2011
2012         /*
2013          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
2014          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
2015          * of PAGE_SIZE.
2016          */
2017         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2018                 vm_paddr_t end;
2019                 vm_paddr_t incr = PHYSMAP_ALIGN;
2020
2021                 end = physmap[i + 1];
2022
2023                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
2024                         int page_bad, full;
2025                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
2026                         uint64_t tmp;
2027
2028                         incr = PHYSMAP_ALIGN;
2029                         full = FALSE;
2030
2031                         /*
2032                          * block out kernel memory as not available.
2033                          */
2034                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
2035                                 goto do_dump_avail;
2036
2037                         /*
2038                          * block out dcons buffer
2039                          */
2040                         if (dcons_addr > 0
2041                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2042                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2043                                 goto do_dump_avail;
2044                         }
2045
2046                         page_bad = FALSE;
2047
2048                         /*
2049                          * Always test the first and last block supplied in
2050                          * the map entry, but it just takes too long to run
2051                          * the test these days and we already have to skip
2052                          * pages.  Handwave it on PHYSMAP_HANDWAVE boundaries.
2053                          */
2054                         if (pa != physmap[i]) {
2055                                 vm_paddr_t bytes = end - pa;
2056                                 if ((pa & PHYSMAP_HANDWAVE_MASK) == 0 &&
2057                                     bytes >= PHYSMAP_HANDWAVE + PHYSMAP_ALIGN) {
2058                                         incr = PHYSMAP_HANDWAVE;
2059                                         goto handwaved;
2060                                 }
2061                         }
2062
2063                         /*
2064                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2065                          */
2066                         *pte = pa |
2067                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2068                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2069                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2070                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2071                         cpu_mfence();
2072
2073                         tmp = *ptr;
2074                         /*
2075                          * Test for alternating 1's and 0's
2076                          */
2077                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2078                         cpu_mfence();
2079                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2080                                 page_bad = TRUE;
2081                         /*
2082                          * Test for alternating 0's and 1's
2083                          */
2084                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2085                         cpu_mfence();
2086                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2087                                 page_bad = TRUE;
2088                         /*
2089                          * Test for all 1's
2090                          */
2091                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2092                         cpu_mfence();
2093                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2094                                 page_bad = TRUE;
2095                         /*
2096                          * Test for all 0's
2097                          */
2098                         *ptr = 0x0;
2099                         cpu_mfence();
2100                         if (*ptr != 0x0)
2101                                 page_bad = TRUE;
2102                         /*
2103                          * Restore original value.
2104                          */
2105                         *ptr = tmp;
2106 handwaved:
2107
2108                         /*
2109                          * Adjust array of valid/good pages.
2110                          */
2111                         if (page_bad == TRUE)
2112                                 continue;
2113
2114                         /*
2115                          * If this good page is a continuation of the
2116                          * previous set of good pages, then just increase
2117                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2118                          * Note that "end" points one higher than end,
2119                          * making the range >= start and < end.
2120                          * If we're also doing a speculative memory
2121                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2122                          * so that we keep going. The first bad page
2123                          * will terminate the loop.
2124                          */
2125                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2126                                 phys_avail[pa_indx] += incr;
2127                         } else {
2128                                 pa_indx++;
2129                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2130                                         kprintf(
2131                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2132                                         pa_indx--;
2133                                         full = TRUE;
2134                                         goto do_dump_avail;
2135                                 }
2136                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2137                                 phys_avail[pa_indx] = pa + incr;
2138                         }
2139                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2140 do_dump_avail:
2141                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2142                                 dump_avail[da_indx] += incr;
2143                         } else {
2144                                 da_indx++;
2145                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2146                                         da_indx--;
2147                                         goto do_next;
2148                                 }
2149                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2150                                 dump_avail[da_indx] = pa + incr;
2151                         }
2152 do_next:
2153                         if (full)
2154                                 break;
2155                 }
2156         }
2157         *pte = 0;
2158         cpu_invltlb();
2159         cpu_mfence();
2160
2161         /*
2162          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2163          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2164          * calculation, etc.).
2165          */
2166         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2167
2168         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2169                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2170                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2171                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2172                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2173         }
2174
2175         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2176
2177         /* Trim off space for the message buffer. */
2178         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2179
2180         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2181
2182         /* Map the message buffer. */
2183         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2184                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2185                             phys_avail[pa_indx] + off);
2186         }
2187         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2188         if (have_efi_framebuffer)
2189                 efi_fb_init_vaddr(1);
2190 }
2191
2192 struct machintr_abi MachIntrABI;
2193
2194 /*
2195  * IDT VECTORS:
2196  *      0       Divide by zero
2197  *      1       Debug
2198  *      2       NMI
2199  *      3       BreakPoint
2200  *      4       OverFlow
2201  *      5       Bound-Range
2202  *      6       Invalid OpCode
2203  *      7       Device Not Available (x87)
2204  *      8       Double-Fault
2205  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2206  *      10      Invalid-TSS
2207  *      11      Segment not present
2208  *      12      Stack
2209  *      13      General Protection
2210  *      14      Page Fault
2211  *      15      Reserved
2212  *      16      x87 FP Exception pending
2213  *      17      Alignment Check
2214  *      18      Machine Check
2215  *      19      SIMD floating point
2216  *      20-31   reserved
2217  *      32-255  INTn/external sources
2218  */
2219 u_int64_t
2220 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2221 {
2222         caddr_t kmdp;
2223         int gsel_tss, x, cpu;
2224 #if 0 /* JG */
2225         int metadata_missing, off;
2226 #endif
2227         struct mdglobaldata *gd;
2228         u_int64_t msr;
2229
2230         /*
2231          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2232          */
2233         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2234         bzero(gd, sizeof(*gd));
2235
2236         /*
2237          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2238          * early in the boot sequence because the system assumes
2239          * that 'curthread' is never NULL.
2240          */
2241
2242         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2243         thread0.td_gd = &gd->mi;
2244
2245         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2246
2247 #if 0 /* JG */
2248         metadata_missing = 0;
2249         if (bootinfo.bi_modulep) {
2250                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2251                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2252         } else {
2253                 metadata_missing = 1;
2254         }
2255         if (bootinfo.bi_envp)
2256                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2257 #endif
2258
2259         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2260         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2261         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2262         if (kmdp == NULL)
2263                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2264         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2265         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2266 #ifdef DDB
2267         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2268         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2269 #endif
2270         efi_systbl_phys = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_FW_HANDLE, vm_paddr_t);
2271
2272         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2273                 bootverbose++;
2274
2275         /*
2276          * Default MachIntrABI to ICU
2277          */
2278         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2279
2280         /*
2281          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2282          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2283          */
2284         ncpus = 1;
2285         ncpus2 = 1;
2286         ncpus_fit = 1;
2287         /* Init basic tunables, hz etc */
2288         init_param1();
2289
2290         /*
2291          * make gdt memory segments
2292          */
2293         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2294                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2295
2296         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2297
2298         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2299                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2300                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2301         }
2302         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2303             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2304
2305         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2306         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2307         lgdt(&r_gdt);
2308
2309         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2310         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2311         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2312
2313         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2314         cpu_gdinit(gd, 0);
2315         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2316         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2317         safepri = TDPRI_MAX;
2318
2319         /* spinlocks and the BGL */
2320         init_locks();
2321
2322         /* exceptions */
2323         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2324                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2325         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2326         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2327         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2328         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2329         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2330         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2331         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2332         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2333         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2334         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2335         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2336         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2337         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2338         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2339         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2340         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2341         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2342         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2343         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2344
2345         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2346                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2347                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2348         }
2349
2350         lidt(&r_idt_arr[0]);
2351
2352         /*
2353          * Initialize the console before we print anything out.
2354          */
2355         cninit();
2356
2357 #if 0 /* JG */
2358         if (metadata_missing)
2359                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2360 #endif
2361
2362 #if     NISA >0
2363         elcr_probe();
2364         isa_defaultirq();
2365 #endif
2366         rand_initialize();
2367
2368         /*
2369          * Initialize IRQ mapping
2370          *
2371          * NOTE:
2372          * SHOULD be after elcr_probe()
2373          */
2374         MachIntrABI_ICU.initmap();
2375         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2376
2377 #ifdef DDB
2378         kdb_init();
2379         if (boothowto & RB_KDB)
2380                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2381 #endif
2382
2383 #if 0 /* JG */
2384         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2385         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2386         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2387 #endif
2388         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2389         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2390
2391         /*
2392          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2393          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2394          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2395          *
2396          * On modern amd cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2397          * significant power management in HLT or ACPI (but cpu_idle_hlt=1
2398          * would try to use MWAIT).
2399          *
2400          * On older amd or intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2401          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2402          * longer.
2403          */
2404         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2405             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2406                 cpu_idle_hlt = 1;
2407         }
2408         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
2409             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {  /* Bobcat or later */
2410                 cpu_idle_hlt = 3;
2411         }
2412
2413         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2414         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2415         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2416         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2417
2418         /*
2419          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2420          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2421          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2422          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2423          *
2424          * NOTE:
2425          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2426          * 'cpu_feature2'
2427          */
2428         if (ioapic_enable < 0) {
2429                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2430                         ioapic_enable = 0;
2431                 else
2432                         ioapic_enable = 1;
2433         }
2434
2435         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2436         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2437                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2438                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2439         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2440         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2441
2442         /* double fault stack */
2443         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2444                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2445                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2446
2447         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2448         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2449
2450         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2451         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2452         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2453         ltr(gsel_tss);
2454
2455         /* Set up the fast syscall stuff */
2456         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2457         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2458         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2459         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2460         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2461               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2462         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2463         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2464
2465         getmemsize(kmdp, physfree);
2466         init_param2(physmem);
2467
2468         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2469
2470         /* Map the message buffer. */
2471 #if 0 /* JG */
2472         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2473                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2474 #endif
2475
2476         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2477
2478
2479         /* transfer to user mode */
2480
2481         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2482         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2483         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2484
2485         load_ds(_udatasel);
2486         load_es(_udatasel);
2487         load_fs(_udatasel);
2488
2489         /* setup proc 0's pcb */
2490         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2491         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2492         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2493         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2494
2495         /* Location of kernel stack for locore */
2496         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2501  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2502  * data space were allocated in locore.
2503  *
2504  * Note: the idlethread's cpl is 0
2505  *
2506  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2507  */
2508 void
2509 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2510 {
2511         if (cpu)
2512                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2513
2514         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
2515                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
2516                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
2517                         0, &gd->mi);
2518         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2519         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2520         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2521         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2522 }
2523
2524 /*
2525  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2526  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2527  * checking CPU_prvspace[*].
2528  */
2529 int
2530 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2531 {
2532 #if 0
2533         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2534             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2535                 return (TRUE);
2536         }
2537 #endif
2538         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2539                 return (TRUE);
2540         return (FALSE);
2541 }
2542
2543 struct globaldata *
2544 globaldata_find(int cpu)
2545 {
2546         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2547         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2548 }
2549
2550 /*
2551  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2552  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2553  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2554  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2555  */
2556 int
2557 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2558 {
2559         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2560                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2561         else
2562                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2563         return (0);
2564 }
2565
2566 int
2567 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2568 {
2569         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2570         return (0);
2571 }
2572
2573 int
2574 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2575 {
2576         struct trapframe *tp;
2577
2578         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2579                 return EINVAL;
2580         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2581         return (0);
2582 }
2583
2584 int
2585 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2586 {
2587         struct trapframe *tp;
2588
2589         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2590         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2591             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2592                 return (EINVAL);
2593         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2594         clear_quickret();
2595         return (0);
2596 }
2597
2598 static void
2599 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2600 {
2601         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2602         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2603         int i;
2604
2605         /* FPU control/status */
2606         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2607         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2608         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2609         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2610         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2611         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2612         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2613         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2614
2615         /* FPU registers */
2616         for (i = 0; i < 8; ++i)
2617                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2618 }
2619
2620 static void
2621 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2622 {
2623         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2624         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2625         int i;
2626
2627         /* FPU control/status */
2628         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2629         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2630         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2631         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2632         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2633         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2634         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2635         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2636
2637         /* FPU registers */
2638         for (i = 0; i < 8; ++i)
2639                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2640 }
2641
2642 int
2643 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2644 {
2645         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2646                 return EINVAL;
2647         if (cpu_fxsr) {
2648                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2649                                 (struct save87 *)fpregs);
2650                 return (0);
2651         }
2652         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2653         return (0);
2654 }
2655
2656 int
2657 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2658 {
2659         if (cpu_fxsr) {
2660                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2661                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2662                 return (0);
2663         }
2664         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2665         return (0);
2666 }
2667
2668 int
2669 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2670 {
2671         struct pcb *pcb;
2672
2673         if (lp == NULL) {
2674                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2675                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2676                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2677                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2678                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2679                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2680                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2681                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2682                 return (0);
2683         }
2684         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2685                 return EINVAL;
2686         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2687         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2688         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2689         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2690         dbregs->dr[4] = 0;
2691         dbregs->dr[5] = 0;
2692         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2693         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2694         return (0);
2695 }
2696
2697 int
2698 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2699 {
2700         if (lp == NULL) {
2701                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2702                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2703                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2704                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2705                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2706                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2707                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2708                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2709         } else {
2710                 struct pcb *pcb;
2711                 struct ucred *ucred;
2712                 int i;
2713                 uint64_t mask1, mask2;
2714
2715                 /*
2716                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2717                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2718                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2719                  * TRCTRAP.
2720                  */
2721                 /* JG this loop looks unreadable */
2722                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2723                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2724                  */
2725                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2726                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2727                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2728                  * carried to decide if it is safe and useful to
2729                  * provide access to that capability
2730                  */
2731                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2732                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2733                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2734                                 return (EINVAL);
2735                 
2736                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2737                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2738
2739                 /*
2740                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2741                  * process's address space.  If a process could do this, it
2742                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2743                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2744                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2745                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2746                  * uid 0.
2747                  *
2748                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2749                  * address space is written into from within the kernel
2750                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2751                  * from within kernel mode?
2752                  */
2753
2754                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2755                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2756                                 /* dr0 is enabled */
2757                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2758                                         return (EINVAL);
2759                         }
2760
2761                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2762                                 /* dr1 is enabled */
2763                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2764                                         return (EINVAL);
2765                         }
2766
2767                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2768                                 /* dr2 is enabled */
2769                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2770                                         return (EINVAL);
2771                         }
2772
2773                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2774                                 /* dr3 is enabled */
2775                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2776                                         return (EINVAL);
2777                         }
2778                 }
2779
2780                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2781                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2782                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2783                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2784                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2785                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2786
2787                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2788         }
2789
2790         return (0);
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2795  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2796  */
2797 int
2798 user_dbreg_trap(void)
2799 {
2800         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2801         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2802         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2803         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2804         int i;
2805         
2806         dr7 = rdr7();
2807         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2808                 /*
2809                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2810                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2811                  * hardware debug registers
2812                  */
2813                 return 0;
2814         }
2815
2816         nbp = 0;
2817         dr6 = rdr6();
2818         bp = dr6 & 0xf;
2819
2820         if (bp == 0) {
2821                 /*
2822                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2823                  * trap was not caused by any of the debug registers
2824                  */
2825                 return 0;
2826         }
2827
2828         /*
2829          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2830          * which ones and if any of them are user space addresses
2831          */
2832
2833         if (bp & 0x01) {
2834                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2835         }
2836         if (bp & 0x02) {
2837                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2838         }
2839         if (bp & 0x04) {
2840                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2841         }
2842         if (bp & 0x08) {
2843                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2844         }
2845
2846         for (i=0; i<nbp; i++) {
2847                 if (addr[i] <
2848                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2849                         /*
2850                          * addr[i] is in user space
2851                          */
2852                         return nbp;
2853                 }
2854         }
2855
2856         /*
2857          * None of the breakpoints are in user space.
2858          */
2859         return 0;
2860 }
2861
2862
2863 #ifndef DDB
2864 void
2865 Debugger(const char *msg)
2866 {
2867         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2868 }
2869 #endif /* no DDB */
2870
2871 #ifdef DDB
2872
2873 /*
2874  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2875  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2876  * called inside DDB.
2877  *
2878  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2879  */
2880
2881 #undef inb
2882 #undef outb
2883
2884 /* silence compiler warnings */
2885 u_char inb(u_int);
2886 void outb(u_int, u_char);
2887
2888 u_char
2889 inb(u_int port)
2890 {
2891         u_char  data;
2892         /*
2893          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2894          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2895          * if we tell it to load (u_short) port.
2896          */
2897         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2898         return (data);
2899 }
2900
2901 void
2902 outb(u_int port, u_char data)
2903 {
2904         u_char  al;
2905         /*
2906          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2907          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2908          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2909          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2910          */
2911         al = data;
2912         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2913 }
2914
2915 #endif /* DDB */
2916
2917
2918
2919 /*
2920  * initialize all the SMP locks
2921  */
2922
2923 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2924 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2925
2926 /* lock region used by kernel profiling */
2927 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2928
2929 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2930 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2931
2932 /* lock regions around the clock hardware */
2933 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2934
2935 static void
2936 init_locks(void)
2937 {
2938         /*
2939          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2940          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2941          */
2942         cpu_get_initial_mplock();
2943         /* DEPRECATED */
2944         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2945         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2946         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2947         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2948
2949         /* our token pool needs to work early */
2950         lwkt_token_pool_init();
2951 }
2952
2953 boolean_t
2954 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2955 {
2956         int cx_idx, sub;
2957
2958         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2959         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2960                 return FALSE;
2961
2962         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2963         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2964                 return FALSE;
2965
2966         return TRUE;
2967 }
2968
2969 void
2970 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2971 {
2972         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2973 }
2974
2975 void
2976 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2977 {
2978         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2979 }
2980
2981 static int
2982 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2983 {
2984         int old_cx_idx, sub = 0;
2985
2986         if (hint >= 0) {
2987                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2988                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2989         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2990                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2991         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2992                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2993         } else {
2994                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2995         }
2996
2997         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2998                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2999         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
3000                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
3001         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
3002                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
3003         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
3004             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
3005                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
3006         else
3007                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
3008
3009         return old_cx_idx;
3010 }
3011
3012 static int
3013 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
3014 {
3015         int cx_idx, sub, hint;
3016         char *ptr, *start;
3017
3018         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
3019                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
3020                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
3021                 goto done;
3022         }
3023         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
3024                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
3025                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
3026                 goto done;
3027         }
3028
3029         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
3030                 return -1;
3031         start = &name[1];
3032         ptr = NULL;
3033
3034         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
3035         if (ptr == start || *ptr != '/')
3036                 return -1;
3037         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3038                 return -1;
3039
3040         start = ptr + 1;
3041         ptr = NULL;
3042
3043         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3044         if (*ptr != '\0')
3045                 return -1;
3046         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3047                 return -1;
3048
3049         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3050 done:
3051         *hint0 = hint;
3052         return cx_idx;
3053 }
3054
3055 static int
3056 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3057 {
3058         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3059                 return EOPNOTSUPP;
3060         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3061                 int error;
3062
3063                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3064                 if (error)
3065                         return error;
3066         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3067                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3068         }
3069         return 0;
3070 }
3071
3072 static int
3073 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3074     boolean_t allow_auto)
3075 {
3076         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3077         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3078
3079         hint = *hint0;
3080         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3081             allow_auto);
3082
3083         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3084         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3085                 return error;
3086
3087         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3088                 return EOPNOTSUPP;
3089
3090         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3091         if (cx_idx < 0)
3092                 return EINVAL;
3093
3094         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3095         if (error)
3096                 return error;
3097
3098         *hint0 = hint;
3099         return 0;
3100 }
3101
3102 static int
3103 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3104 {
3105         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3106         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3107
3108         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3109
3110         hint = stat->hint;
3111         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3112
3113         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3114         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3115         if (cx_idx < 0)
3116                 return EINVAL;
3117
3118         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3119         if (error)
3120                 return error;
3121
3122         stat->hint = hint;
3123         return 0;
3124 }
3125
3126 static int
3127 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3128 {
3129         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3130         int error, cx_idx, cpu;
3131         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3132
3133         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3134
3135         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3136         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3137                 return error;
3138
3139         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3140                 return EOPNOTSUPP;
3141
3142         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3143         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3144
3145         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3146         if (cx_idx < 0)
3147                 return EINVAL;
3148
3149         /* Change per-cpu CX configuration */
3150         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3151                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3152                 if (error)
3153                         return error;
3154         }
3155
3156         cpu_mwait_halt_global = hint;
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 static int
3161 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3162 {
3163         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3164         int error;
3165
3166         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3167             &stat->hint, TRUE);
3168         return error;
3169 }
3170
3171 static int
3172 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3173 {
3174         int error;
3175
3176         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3177             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3178         return error;
3179 }
3180
3181 /*
3182  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3183  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3184  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3185  *
3186  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3187  */
3188 #if 0
3189 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3190 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3191 #endif
3192
3193 void
3194 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3195 {
3196 #if 0
3197         globaldata_t gd = mycpu;
3198         int cpu = gd->gd_cpuid;
3199         char buf[64];
3200         short *gptr;
3201         int i;
3202
3203         if (cpu <= 20) {
3204                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3205                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3206                 ++gptr;
3207
3208                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3209                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3210                     gd->gd_infomsg);
3211                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3212                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3213                 }
3214         }
3215 #if 0
3216         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3217                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3218                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3219         }
3220         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3221         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3222                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3223                         gd->gd_cpuid);
3224         }
3225         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3226                 int delta;
3227                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3228                         delta = saveticks[i] - ticks;
3229                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3230                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3231                                       gd->gd_cpuid, i);
3232                         }
3233                 }
3234         }
3235 #endif
3236 #endif
3237 }