sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

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