sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

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