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