sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_compat.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_swap.h"
  53
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/sysproto.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/kernel.h>
  59 #include <sys/linker.h>
  60 #include <sys/malloc.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/priv.h>
  63 #include <sys/buf.h>
  64 #include <sys/reboot.h>
  65 #include <sys/mbuf.h>
  66 #include <sys/msgbuf.h>
  67 #include <sys/sysent.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69 #include <sys/vmmeter.h>
  70 #include <sys/bus.h>
  71 #include <sys/usched.h>
  72 #include <sys/reg.h>
  73 #include <sys/sbuf.h>
  74 #include <sys/ctype.h>
  75 #include <sys/serialize.h>
  76 #include <sys/systimer.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/vm_param.h>
  80 #include <sys/lock.h>
  81 #include <vm/vm_kern.h>
  82 #include <vm/vm_object.h>
  83 #include <vm/vm_page.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_pager.h>
  86 #include <vm/vm_extern.h>
  87
  88 #include <sys/thread2.h>
  89 #include <sys/mplock2.h>
  90 #include <sys/mutex2.h>
  91
  92 #include <sys/user.h>
  93 #include <sys/exec.h>
  94 #include <sys/cons.h>
  95
  96 #include <ddb/ddb.h>
  97
  98 #include <machine/cpu.h>
  99 #include <machine/clock.h>
 100 #include <machine/specialreg.h>
 101 #if JG
 102 #include <machine/bootinfo.h>
 103 #endif
 104 #include <machine/md_var.h>
 105 #include <machine/metadata.h>
 106 #include <machine/pc/bios.h>
 107 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 108 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 109 #include <machine/smp.h>
 110 #ifdef PERFMON
 111 #include <machine/perfmon.h>
 112 #endif
 113 #include <machine/cputypes.h>
 114 #include <machine/intr_machdep.h>
 115
 116 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 117 #include <bus/isa/isa_device.h>
 118 #endif
 119 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 120 #include <bus/isa/rtc.h>
 121 #include <sys/random.h>
 122 #include <sys/ptrace.h>
 123 #include <machine/sigframe.h>
 124
 125 #include <sys/machintr.h>
 126 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 127 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 128 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 129 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 130 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 131 #include <machine/mptable.h>
 132
 133 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 134
 135 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 136
 137 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 138 extern void identify_cpu(void);
 139 #if JG
 140 extern void finishidentcpu(void);
 141 #endif
 142 extern void panicifcpuunsupported(void);
 143
 144 static void cpu_startup(void *);
 145 static void pic_finish(void *);
 146 static void cpu_finish(void *);
 147
 148 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 149 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 150 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 151 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 152 #ifdef DIRECTIO
 153 extern void ffs_rawread_setup(void);
 154 #endif /* DIRECTIO */
 155 static void init_locks(void);
 156
 157 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 158 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
 159 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
 160
 161 #ifdef DDB
 162 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 163 #endif
 164
 165 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
 166
 167 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 168 u_long  atdevbase;
 169 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 170
 171 static int cpu_mwait_halt;      /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 172
 173 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 174 extern int swtch_optim_stats;
 175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 176         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 177 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 178         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 179 #endif
 180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 181         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt, 0, "");
 182 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 183     "monitor/mwait target state");
 184
 185 #define CPU_MWAIT_C1            1
 186 #define CPU_MWAIT_C2            2
 187 #define CPU_MWAIT_C3            3
 188 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 189
 190 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 191 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 192
 193 SYSCTL_NODE(_machdep, 0, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 194 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, 0, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 195
 196 struct cpu_mwait_cx {
 197         int                     subcnt;
 198         char                    name[4];
 199         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 200         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 201 };
 202 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 203 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 204
 205 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 206 static int                      *cpu_mwait_hints;
 207
 208 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 209 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 210
 211 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 212
 213 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 214 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 215
 216 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 217 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 218
 219 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 220                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 221                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 222
 223 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 224     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 225
 226 static struct lwkt_serialize cpu_mwait_cx_slize = LWKT_SERIALIZE_INITIALIZER;
 227 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 228                     int *, boolean_t);
 229 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 230 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 231
 232 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 233     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 234 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 235     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 236
 237 long physmem = 0;
 238
 239 u_long ebda_addr = 0;
 240
 241 int imcr_present = 0;
 242
 243 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 244
 245 u_int base_memory;
 246 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 247
 248 static int
 249 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 250 {
 251         u_long pmem = ctob(physmem);
 252
 253         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 254         return (error);
 255 }
 256
 257 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 258         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 259
 260 static int
 261 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 262 {
 263         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 264                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 265         return (error);
 266 }
 267
 268 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 269         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 270
 271 static int
 272 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 273 {
 274         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 275                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 276         return (error);
 277 }
 278
 279 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 280         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 281
 282 vm_paddr_t Maxmem;
 283 vm_paddr_t Realmem;
 284
 285 /*
 286  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 287  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 288  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 289  * PHYSSEG entries.
 290  */
 291 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 292
 293 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 294 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 295
 296 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 297 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 298 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 299
 300 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 301 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 302 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 303 static struct trapframe proc0_tf;
 304
 305 static void
 306 cpu_startup(void *dummy)
 307 {
 308         caddr_t v;
 309         vm_size_t size = 0;
 310         vm_offset_t firstaddr;
 311
 312         /*
 313          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 314          */
 315         kprintf("%s", version);
 316         startrtclock();
 317         printcpuinfo();
 318         panicifcpuunsupported();
 319 #ifdef PERFMON
 320         perfmon_init();
 321 #endif
 322         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 323                 (intmax_t)Realmem,
 324                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 325         /*
 326          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 327          */
 328         if (bootverbose) {
 329                 int indx;
 330
 331                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 332                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 333                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 334
 335                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 336                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 337                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 338                                 (intmax_t)size1,
 339                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 340                 }
 341         }
 342
 343         /*
 344          * Allocate space for system data structures.
 345          * The first available kernel virtual address is in "v".
 346          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 347          * As pages of memory are allocated and cleared,
 348          * "firstaddr" is incremented.
 349          * An index into the kernel page table corresponding to the
 350          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 351          */
 352
 353         /*
 354          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 355          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 356          * addresses to the various data structures.
 357          */
 358         firstaddr = 0;
 359 again:
 360         v = (caddr_t)firstaddr;
 361
 362 #define valloc(name, type, num) \
 363             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 364 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 365             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 366
 367         /*
 368          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 369          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 370          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 371          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 372          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 373          * maxbcache bytes.
 374          *
 375          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 376          */
 377         if (nbuf == 0) {
 378                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 379                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 380
 381                 nbuf = 50;
 382                 if (kbytes > 4096)
 383                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 384                 if (kbytes > 65536)
 385                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 386                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 387                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 388         }
 389
 390         /*
 391          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 392          * kernel_map.
 393          */
 394         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 395                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 396                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 397                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
 398                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 399         }
 400
 401         /*
 402          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 403          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 404          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 405          * can prevent the system from paging properly.
 406          */
 407         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
 408                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
 409                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 410         }
 411
 412         /*
 413          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 414          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 415          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 416          */
 417         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 418                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 419                        sizeof(struct buf) / 2;
 420                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 421                         "considerations", nbuf);
 422         }
 423
 424         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
 425 #ifdef NSWBUF_MIN
 426         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 427                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 428 #endif
 429 #ifdef DIRECTIO
 430         ffs_rawread_setup();
 431 #endif
 432
 433         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 434         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 435
 436         /*
 437          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 438          */
 439         if (firstaddr == 0) {
 440                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 441                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 442                 if (firstaddr == 0)
 443                         panic("startup: no room for tables");
 444                 goto again;
 445         }
 446
 447         /*
 448          * End of second pass, addresses have been assigned
 449          *
 450          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 451          *
 452          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 453          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 454          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 455          */
 456         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 457                 panic("startup: table size inconsistency");
 458
 459         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 460                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
 461                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 462         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 463                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
 464         buffer_map.system_map = 1;
 465         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 466                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
 467         pager_map.system_map = 1;
 468
 469 #if defined(USERCONFIG)
 470         userconfig();
 471         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 472 #endif
 473
 474         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 475                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 476                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 477                 1024 / 1024);
 478 }
 479
 480 struct cpu_idle_stat {
 481         u_long  halt;
 482         u_long  spin;
 483         u_long  repeat;
 484         u_long  repeat_last;
 485         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 486 } __cachealign;
 487
 488 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 489 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 490
 491 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 492
 493 static int
 494 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 495 {
 496         int idx = arg2, cpu, error;
 497         u_long val = 0;
 498
 499         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 500                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 501                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 502         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 503                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 504                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 505         } else {
 506                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 507                     ("invalid index %d", idx));
 508                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 509                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 510         }
 511
 512         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 513         if (error || req->newptr == NULL)
 514                 return error;
 515
 516         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 517                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 518                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 519                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 520         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 521                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 522                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 523                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 524         } else {
 525                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 526                     ("invalid index %d", idx));
 527                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 528                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 529                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 530         }
 531         return 0;
 532 }
 533
 534 static void
 535 cpu_mwait_attach(void)
 536 {
 537         struct sbuf sb;
 538         int hint_idx, i;
 539
 540         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
 541             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
 542                 return;
 543
 544         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 545             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 546              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 547               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 548                 atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble,
 549                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
 550         }
 551
 552         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 553             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 554
 555         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 556                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 557                 int sub;
 558
 559                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 560
 561                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 562                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 563                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 564                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 565                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 566                         continue;
 567
 568                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 569                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 570                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 571                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 572                     "sub-state count");
 573                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 574                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 575                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 576                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 577
 578                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 579                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 580         }
 581         sbuf_trim(&sb);
 582         sbuf_finish(&sb);
 583
 584         /*
 585          * Non-deep C-states
 586          */
 587         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 588                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 589         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 590             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 591
 592         hint_idx = 0;
 593         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 594                 int j, subcnt;
 595
 596                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 597                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 598                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 599                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 600                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = 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), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 615                             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 = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 625             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 626
 627         hint_idx = 0;
 628         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 629                 int j, subcnt;
 630
 631                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 632                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 633                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 634                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 635                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 636                         ++hint_idx;
 637                 }
 638         }
 639         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 640             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 641              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 642
 643         if (bootverbose) {
 644                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 645                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 646                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 647
 648                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 649                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 650                             hint);
 651                 }
 652         }
 653         cpu_idle_repeat_max = 64 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 654 }
 655
 656 static void
 657 cpu_finish(void *dummy __unused)
 658 {
 659         cpu_setregs();
 660         cpu_mwait_attach();
 661 }
 662
 663 static void
 664 pic_finish(void *dummy __unused)
 665 {
 666         /* Log ELCR information */
 667         elcr_dump();
 668
 669         /* Log MPTABLE information */
 670         mptable_pci_int_dump();
 671
 672         /* Finalize PCI */
 673         MachIntrABI.finalize();
 674 }
 675
 676 /*
 677  * Send an interrupt to process.
 678  *
 679  * Stack is set up to allow sigcode stored
 680  * at top to call routine, followed by kcall
 681  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 682  * resets the signal mask, the stack, and the
 683  * frame pointer, it returns to the user
 684  * specified pc, psl.
 685  */
 686 void
 687 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 688 {
 689         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 690         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 691         struct trapframe *regs;
 692         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 693         struct sigframe sf, *sfp;
 694         int oonstack;
 695         char *sp;
 696
 697         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 698         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 699
 700         /* Save user context */
 701         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 702         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 703         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 704         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 705         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 706         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 707
 708         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 709         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 710
 711         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 712         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 713             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 714                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 715                               sizeof(struct sigframe));
 716                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 717         } else {
 718                 /* We take red zone into account */
 719                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 720         }
 721
 722         /*
 723          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 724          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 725          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 726          * kernel is ok.
 727          *
 728          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 729          * context directly.
 730          */
 731         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 732
 733         /* Translate the signal is appropriate */
 734         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 735                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 736                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 737         }
 738
 739         /*
 740          * Build the argument list for the signal handler.
 741          *
 742          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 743          */
 744         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 745         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 746
 747         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 748                 /*
 749                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 750                  *
 751                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 752                  */
 753                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 754                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 755                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 756
 757                 /* fill siginfo structure */
 758                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 759                 sf.sf_si.si_code = code;
 760                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 761         } else {
 762                 /*
 763                  * Old FreeBSD-style arguments.
 764                  *
 765                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 766                  */
 767                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 768                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 769                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 770         }
 771
 772         /*
 773          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 774          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 775          * eflags.
 776          */
 777 #if JG
 778         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 779                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 780                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 781
 782                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 783                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 784                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 785                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 786
 787                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 788                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 789                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 790                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 791
 792                 /*
 793                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 794                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 795                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 796                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 797                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 798                  */
 799                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 800         }
 801 #endif
 802
 803         /*
 804          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 805          */
 806         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 807
 808         /*
 809          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 810          */
 811         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 812                 /*
 813                  * Something is wrong with the stack pointer.
 814                  * ...Kill the process.
 815                  */
 816                 sigexit(lp, SIGILL);
 817         }
 818
 819         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 820         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 821
 822         /*
 823          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 824          * on function entry
 825          */
 826         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 827
 828         /*
 829          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 830          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 831          * stored in-context.
 832          */
 833         regs->tf_cs = _ucodesel;
 834         regs->tf_ss = _udatasel;
 835         clear_quickret();
 836 }
 837
 838 /*
 839  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 840  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 841  * issue.
 842  *
 843  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 844  * bad idea?
 845  */
 846 int
 847 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 848 {
 849         frame->tf_cs = _ucodesel;
 850         frame->tf_ss = _udatasel;
 851         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 852         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 853         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 854
 855         return(0);
 856 }
 857
 858 /*
 859  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 860  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 861  */
 862 int
 863 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 864 {
 865         return(0);
 866 }
 867
 868 /*
 869  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 870  *
 871  * System call to cleanup state after a signal
 872  * has been taken.  Reset signal mask and
 873  * stack state from context left by sendsig (above).
 874  * Return to previous pc and psl as specified by
 875  * context left by sendsig. Check carefully to
 876  * make sure that the user has not modified the
 877  * state to gain improper privileges.
 878  *
 879  * MPSAFE
 880  */
 881 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 882 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 883
 884 int
 885 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 886 {
 887         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 888         struct trapframe *regs;
 889         ucontext_t uc;
 890         ucontext_t *ucp;
 891         register_t rflags;
 892         int cs;
 893         int error;
 894
 895         /*
 896          * We have to copy the information into kernel space so userland
 897          * can't modify it while we are sniffing it.
 898          */
 899         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 900         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 901         if (error)
 902                 return (error);
 903         ucp = &uc;
 904         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 905
 906         /* VM (8086) mode not supported */
 907         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 908
 909 #if JG
 910         if (eflags & PSL_VM) {
 911                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 912                 struct vm86_kernel *vm86;
 913
 914                 /*
 915                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 916                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 917                  */
 918                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 919                         return (EINVAL);
 920                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 921                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 922                         return (EINVAL);
 923
 924                 /* go back to user mode if both flags are set */
 925                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 926                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 927
 928                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 929                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 930                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 931                 } else {
 932                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 933                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 934                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 935                 }
 936                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 937                 tf->tf_eflags = eflags;
 938                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 939                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 940                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 941                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 942                 tf->tf_ds = _udatasel;
 943                 tf->tf_es = _udatasel;
 944                 tf->tf_fs = _udatasel;
 945                 tf->tf_gs = _udatasel;
 946         } else
 947 #endif
 948         {
 949                 /*
 950                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 951                  */
 952                 /*
 953                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 954                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 955                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 956                  * the signal context during signal handling and there is no
 957                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 958                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 959                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 960                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 961                  */
 962                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 963                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 964                         return(EINVAL);
 965                 }
 966
 967                 /*
 968                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 969                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 970                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 971                  */
 972                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 973                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 974                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 975                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 976                         return(EINVAL);
 977                 }
 978                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 979         }
 980
 981         /*
 982          * Restore the FPU state from the frame
 983          */
 984         crit_enter();
 985         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 986
 987         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 988                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 989         else
 990                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 991
 992         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 993         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 994         clear_quickret();
 995         crit_exit();
 996         return(EJUSTRETURN);
 997 }
 998
 999 /*
1000  * Machine dependent boot() routine
1001  *
1002  * I haven't seen anything to put here yet
1003  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1004  */
1005 void
1006 cpu_boot(int howto)
1007 {
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Shutdown the CPU as much as possible
1012  */
1013 void
1014 cpu_halt(void)
1015 {
1016         for (;;)
1017                 __asm__ __volatile("hlt");
1018 }
1019
1020 /*
1021  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1022  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1023  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1024  *
1025  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1026  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1027  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1028  * critical section.
1029  *
1030  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1031  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1032  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1033  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1034  *
1035  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1036  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1037  */
1038 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1039 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1040     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1041 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1042     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1043
1044 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1045     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1046 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1047     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1048
1049 static void
1050 cpu_idle_default_hook(void)
1051 {
1052         /*
1053          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1054          * following the sti.
1055          */
1056         __asm __volatile("sti; hlt");
1057 }
1058
1059 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1060 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1061
1062 static __inline int
1063 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1064 {
1065         int hint, cx_idx;
1066         u_int idx;
1067
1068         if (cpu_mwait_halt >= 0) {
1069                 hint = cpu_mwait_halt;
1070                 goto done;
1071         }
1072
1073         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1074         if (cpu_mwait_halt == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1075                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1076                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1077                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1078         } else {
1079                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1080                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1081                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1082         }
1083 done:
1084         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1085         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1086                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1087         return hint;
1088 }
1089
1090 void
1091 cpu_idle(void)
1092 {
1093         globaldata_t gd = mycpu;
1094         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1095         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1096         int reqflags;
1097         int quick;
1098
1099         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1100
1101         crit_exit();
1102         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1103         for (;;) {
1104                 /*
1105                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1106                  */
1107                 lwkt_switch();
1108
1109                 /*
1110                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1111                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1112                  * splz() does the job.
1113                  *
1114                  * cpu_idle_hlt:
1115                  *      0       Never halt, just spin
1116                  *
1117                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1118                  *              This typically eats more power than the
1119                  *              ACPI halt.
1120                  *
1121                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1122                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1123                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1124                  *
1125                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1126                  *              eats the least amount of power but the cpu
1127                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1128                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1129                  *
1130                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1131                  *       section.
1132                  *
1133                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1134                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1135                  *       it overflows.
1136                  */
1137                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1138                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1139                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1140                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1141                         stat->repeat_last = 0;
1142                 }
1143                 ++stat->repeat_last;
1144
1145                 ++gd->gd_idle_repeat;
1146                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1147                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1148                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1149                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1150
1151                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1152                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1153                         splz(); /* XXX */
1154                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1155                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1156                         stat->halt++;
1157                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1158                         __asm __volatile("cli");
1159                         splz();
1160                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1161                                 if (quick)
1162                                         cpu_idle_default_hook();
1163                                 else
1164                                         cpu_idle_hook();
1165                         }
1166                         __asm __volatile("sti");
1167                         stat->halt++;
1168                 } else {
1169                         splz();
1170                         __asm __volatile("sti");
1171                         stat->spin++;
1172                 }
1173         }
1174 }
1175
1176 /*
1177  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1178  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1179  * we let it spin.
1180  */
1181 void
1182 cpu_spinlock_contested(void)
1183 {
1184         cpu_pause();
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Clear registers on exec
1189  */
1190 void
1191 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1192 {
1193         struct thread *td = curthread;
1194         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1195         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1196         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1197
1198         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1199         user_ldt_free(pcb);
1200
1201         clear_quickret();
1202         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1203         regs->tf_rip = entry;
1204         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1205         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1206         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1207         regs->tf_ss = _udatasel;
1208         regs->tf_cs = _ucodesel;
1209         regs->tf_rbx = ps_strings;
1210
1211         /*
1212          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1213          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1214          */
1215         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1216                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1217                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1218                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1219                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1220                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1221                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1222                 if (pcb == td->td_pcb) {
1223                         /*
1224                          * Clear the debug registers on the running
1225                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1226                          * the next process we switch to.
1227                          */
1228                         reset_dbregs();
1229                 }
1230                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1231         }
1232
1233         /*
1234          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1235          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1236          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1237          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1238          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1239          */
1240         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1241
1242         /*
1243          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1244          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1245          *       may panic in npxdna().
1246          */
1247         crit_enter();
1248         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1249
1250         /*
1251          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1252          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1253          *       code knows what the current MSR values are.
1254          */
1255         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1256         pcb->pcb_gsbase = 0;
1257         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1258         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1259         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1260         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1261
1262         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1263         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
1264         crit_exit();
1265
1266         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1267         pcb->pcb_es = _udatasel;
1268         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1269         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1270 }
1271
1272 void
1273 cpu_setregs(void)
1274 {
1275         register_t cr0;
1276
1277         cr0 = rcr0();
1278         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1279         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1280         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1281         load_cr0(cr0);
1282         load_gs(_udatasel);
1283 }
1284
1285 static int
1286 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1287 {
1288         int error;
1289         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1290                 req);
1291         if (!error && req->newptr)
1292                 resettodr();
1293         return (error);
1294 }
1295
1296 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1297         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1298
1299 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1300         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1301
1302 #if JG
1303 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1304         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1305 #endif
1306
1307 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1308         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1309
1310 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1311 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1312         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1313
1314 /*
1315  * Initialize 386 and configure to run kernel
1316  */
1317
1318 /*
1319  * Initialize segments & interrupt table
1320  */
1321
1322 int _default_ldt;
1323 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1324 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1325 #if JG
1326 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1327 #endif
1328
1329 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1330 struct region_descriptor r_gdt;
1331 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1332
1333 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1334 void *proc0paddr;
1335 /* JG alignment? */
1336 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1337
1338
1339 /* software prototypes -- in more palatable form */
1340 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1341 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1342 {       0x0,                    /* segment base address  */
1343         0x0,                    /* length */
1344         0,                      /* segment type */
1345         0,                      /* segment descriptor priority level */
1346         0,                      /* segment descriptor present */
1347         0,                      /* long */
1348         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1349         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1350 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1351 {       0x0,                    /* segment base address  */
1352         0xfffff,                /* length - all address space */
1353         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1354         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1355         1,                      /* segment descriptor present */
1356         1,                      /* long */
1357         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1358         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1359 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1360 {       0x0,                    /* segment base address  */
1361         0xfffff,                /* length - all address space */
1362         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1363         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1364         1,                      /* segment descriptor present */
1365         1,                      /* long */
1366         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1367         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1368 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1369 {       0x0,                    /* segment base address  */
1370         0xfffff,                /* length - all address space */
1371         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1372         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1373         1,                      /* segment descriptor present */
1374         0,                      /* long */
1375         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1376         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1377 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1378 {       0x0,                    /* segment base address  */
1379         0xfffff,                /* length - all address space */
1380         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1381         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1382         1,                      /* segment descriptor present */
1383         0,                      /* long */
1384         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1385         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1386 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1387 {       0x0,                    /* segment base address  */
1388         0xfffff,                /* length - all address space */
1389         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1390         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1391         1,                      /* segment descriptor present */
1392         1,                      /* long */
1393         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1394         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1395 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1396 {
1397         0x0,                    /* segment base address */
1398         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1399         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1400         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1401         1,                      /* segment descriptor present */
1402         0,                      /* long */
1403         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1404         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1405 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1406 {       0x0,                    /* segment base address  */
1407         0x0,                    /* length */
1408         0,                      /* segment type */
1409         0,                      /* segment descriptor priority level */
1410         0,                      /* segment descriptor present */
1411         0,                      /* long */
1412         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1413         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1414 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1415 {       0x0,                    /* segment base address  */
1416         0xfffff,                /* length - all address space */
1417         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1418         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1419         1,                      /* segment descriptor present */
1420         0,                      /* long */
1421         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1422         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1423 };
1424
1425 void
1426 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1427 {
1428         int cpu;
1429
1430         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1431                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1432
1433                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1434                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1435                 ip->gd_ist = ist;
1436                 ip->gd_xx = 0;
1437                 ip->gd_type = typ;
1438                 ip->gd_dpl = dpl;
1439                 ip->gd_p = 1;
1440                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1441         }
1442 }
1443
1444 void
1445 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1446 {
1447         struct gate_descriptor *ip;
1448
1449         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1450
1451         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1452         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1453         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1454         ip->gd_ist = ist;
1455         ip->gd_xx = 0;
1456         ip->gd_type = typ;
1457         ip->gd_dpl = dpl;
1458         ip->gd_p = 1;
1459         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1460 }
1461
1462 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1463
1464 extern inthand_t
1465         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1466         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1467         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1468         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1469         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1470         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1471
1472 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1473 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1474 #endif
1475
1476 void
1477 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1478 {
1479         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1480         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1481         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1482         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1483         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1484         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1485         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1486 }
1487
1488 void
1489 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1490 {
1491
1492         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1493         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1494         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1495         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1496         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1497         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1498         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1499         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1500         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1501         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1502 }
1503
1504 void
1505 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1506     struct system_segment_descriptor *sd)
1507 {
1508
1509         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1510         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1511         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1512         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1513         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1514         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1515         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1516         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1521  * available physical memory in the system, then test this memory and
1522  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1523  *
1524  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1525  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1526  *
1527  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1528  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1529  *
1530  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1531  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1532  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1533  *
1534  * XXX first should be vm_paddr_t.
1535  */
1536
1537 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1538 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1539
1540 static void
1541 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1542 {
1543         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1544         int i, j;
1545         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1546         vm_paddr_t pa;
1547         vm_paddr_t msgbuf_size;
1548         u_long physmem_tunable;
1549         pt_entry_t *pte;
1550         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1551         u_int32_t smapsize;
1552         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1553
1554         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1555         physmap_idx = 0;
1556
1557         /*
1558          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1559          *
1560          * subr_module.c says:
1561          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1562          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1563          */
1564         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1565             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1566         if (smapbase == NULL)
1567                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1568
1569         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1570         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1571
1572         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1573                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1574                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1575                             smap->type, smap->base, smap->length);
1576
1577                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1578                         continue;
1579
1580                 if (smap->length == 0)
1581                         continue;
1582
1583                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1584                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1585                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1586                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1587                                                 "memory region, ignoring "
1588                                                 "second region\n");
1589                                 }
1590                                 break;
1591                         }
1592                 }
1593                 if (i <= physmap_idx)
1594                         continue;
1595
1596                 Realmem += smap->length;
1597
1598                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1599                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1600                         continue;
1601                 }
1602
1603                 physmap_idx += 2;
1604                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1605                         kprintf("Too many segments in the physical "
1606                                 "address map, giving up\n");
1607                         break;
1608                 }
1609                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1610                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1611         }
1612
1613         base_memory = physmap[1] / 1024;
1614         /* make hole for AP bootstrap code */
1615         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1616
1617         /* Save EBDA address, if any */
1618         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1619         ebda_addr <<= 4;
1620
1621         /*
1622          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1623          * highest page of the physical address space.  It should be
1624          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1625          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1626          */
1627         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1628
1629 #ifdef MAXMEM
1630         Maxmem = MAXMEM / 4;
1631 #endif
1632
1633         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1634                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1635
1636         /*
1637          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1638          * in the system.
1639          */
1640         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1641                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1642
1643         /*
1644          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1645          */
1646         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1647                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1648                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1649         }
1650
1651         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1652             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1653                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1654         }
1655
1656         /*
1657          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1658          *
1659          * Mask off page 0.
1660          */
1661         pmap_bootstrap(&first);
1662         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1663
1664         /*
1665          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1666          * exceeding Maxmem.
1667          */
1668         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1669                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1670                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1671                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1672                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1673                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1674
1675                 physmap[j] = physmap[i];
1676                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1677
1678                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1679                         j += 2;
1680         }
1681         physmap_idx = j - 2;
1682
1683         /*
1684          * Align anything else used in the validation loop.
1685          */
1686         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1687
1688         /*
1689          * Size up each available chunk of physical memory.
1690          */
1691         pa_indx = 0;
1692         da_indx = 1;
1693         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1694         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1695         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1696         pte = CMAP1;
1697
1698         /*
1699          * Get dcons buffer address
1700          */
1701         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1702             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1703                 dcons_addr = 0;
1704
1705         /*
1706          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1707          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1708          * of PAGE_SIZE.
1709          */
1710         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1711                 vm_paddr_t end;
1712
1713                 end = physmap[i + 1];
1714
1715                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1716                         int tmp, page_bad, full;
1717                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1718
1719                         full = FALSE;
1720                         /*
1721                          * block out kernel memory as not available.
1722                          */
1723                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1724                                 goto do_dump_avail;
1725
1726                         /*
1727                          * block out dcons buffer
1728                          */
1729                         if (dcons_addr > 0
1730                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1731                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1732                                 goto do_dump_avail;
1733                         }
1734
1735                         page_bad = FALSE;
1736
1737                         /*
1738                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1739                          */
1740                         *pte = pa |
1741                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1742                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1743                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1744                         cpu_invltlb();
1745
1746                         tmp = *ptr;
1747                         /*
1748                          * Test for alternating 1's and 0's
1749                          */
1750                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1751                         cpu_mfence();
1752                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1753                                 page_bad = TRUE;
1754                         /*
1755                          * Test for alternating 0's and 1's
1756                          */
1757                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1758                         cpu_mfence();
1759                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1760                                 page_bad = TRUE;
1761                         /*
1762                          * Test for all 1's
1763                          */
1764                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1765                         cpu_mfence();
1766                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1767                                 page_bad = TRUE;
1768                         /*
1769                          * Test for all 0's
1770                          */
1771                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1772                         cpu_mfence();
1773                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1774                                 page_bad = TRUE;
1775                         /*
1776                          * Restore original value.
1777                          */
1778                         *ptr = tmp;
1779
1780                         /*
1781                          * Adjust array of valid/good pages.
1782                          */
1783                         if (page_bad == TRUE)
1784                                 continue;
1785                         /*
1786                          * If this good page is a continuation of the
1787                          * previous set of good pages, then just increase
1788                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1789                          * Note that "end" points one higher than end,
1790                          * making the range >= start and < end.
1791                          * If we're also doing a speculative memory
1792                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1793                          * so that we keep going. The first bad page
1794                          * will terminate the loop.
1795                          */
1796                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1797                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1798                         } else {
1799                                 pa_indx++;
1800                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1801                                         kprintf(
1802                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1803                                         pa_indx--;
1804                                         full = TRUE;
1805                                         goto do_dump_avail;
1806                                 }
1807                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1808                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1809                         }
1810                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1811 do_dump_avail:
1812                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1813                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1814                         } else {
1815                                 da_indx++;
1816                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1817                                         da_indx--;
1818                                         goto do_next;
1819                                 }
1820                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1821                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1822                         }
1823 do_next:
1824                         if (full)
1825                                 break;
1826                 }
1827         }
1828         *pte = 0;
1829         cpu_invltlb();
1830
1831         /*
1832          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1833          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1834          * calculation, etc.).
1835          */
1836         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1837
1838         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1839                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1840                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1841                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1842                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1843         }
1844
1845         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1846
1847         /* Trim off space for the message buffer. */
1848         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1849
1850         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1851
1852         /* Map the message buffer. */
1853         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1854                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1855                             phys_avail[pa_indx] + off);
1856         }
1857 }
1858
1859 struct machintr_abi MachIntrABI;
1860
1861 /*
1862  * IDT VECTORS:
1863  *      0       Divide by zero
1864  *      1       Debug
1865  *      2       NMI
1866  *      3       BreakPoint
1867  *      4       OverFlow
1868  *      5       Bound-Range
1869  *      6       Invalid OpCode
1870  *      7       Device Not Available (x87)
1871  *      8       Double-Fault
1872  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1873  *      10      Invalid-TSS
1874  *      11      Segment not present
1875  *      12      Stack
1876  *      13      General Protection
1877  *      14      Page Fault
1878  *      15      Reserved
1879  *      16      x87 FP Exception pending
1880  *      17      Alignment Check
1881  *      18      Machine Check
1882  *      19      SIMD floating point
1883  *      20-31   reserved
1884  *      32-255  INTn/external sources
1885  */
1886 u_int64_t
1887 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1888 {
1889         caddr_t kmdp;
1890         int gsel_tss, x, cpu;
1891 #if JG
1892         int metadata_missing, off;
1893 #endif
1894         struct mdglobaldata *gd;
1895         u_int64_t msr;
1896
1897         /*
1898          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1899          */
1900         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1901         bzero(gd, sizeof(*gd));
1902
1903         /*
1904          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1905          * early in the boot sequence because the system assumes
1906          * that 'curthread' is never NULL.
1907          */
1908
1909         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1910         thread0.td_gd = &gd->mi;
1911
1912         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1913
1914 #if JG
1915         metadata_missing = 0;
1916         if (bootinfo.bi_modulep) {
1917                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1918                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1919         } else {
1920                 metadata_missing = 1;
1921         }
1922         if (bootinfo.bi_envp)
1923                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1924 #endif
1925
1926         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1927         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1928         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1929         if (kmdp == NULL)
1930                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1931         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1932         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1933 #ifdef DDB
1934         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1935         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1936 #endif
1937
1938         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1939                 bootverbose++;
1940
1941         /*
1942          * Default MachIntrABI to ICU
1943          */
1944         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1945
1946         /*
1947          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1948          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1949          */
1950         ncpus = 1;
1951         ncpus2 = 1;
1952         ncpus_fit = 1;
1953         /* Init basic tunables, hz etc */
1954         init_param1();
1955
1956         /*
1957          * make gdt memory segments
1958          */
1959         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1960                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1961
1962         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1963
1964         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1965                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1966                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1967         }
1968         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1969             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1970
1971         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1972         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1973         lgdt(&r_gdt);
1974
1975         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1976         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1977         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1978
1979         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1980         cpu_gdinit(gd, 0);
1981         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1982         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1983         safepri = TDPRI_MAX;
1984
1985         /* spinlocks and the BGL */
1986         init_locks();
1987
1988         /* exceptions */
1989         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1990                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1991         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1992         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1993         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1994         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1995         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1996         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1997         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1998         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1999         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2000         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2001         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2002         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2003         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2004         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2005         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2006         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2007         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2008         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2009         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2010
2011         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2012                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2013                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2014         }
2015
2016         lidt(&r_idt_arr[0]);
2017
2018         /*
2019          * Initialize the console before we print anything out.
2020          */
2021         cninit();
2022
2023 #if JG
2024         if (metadata_missing)
2025                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2026 #endif
2027
2028 #if     NISA >0
2029         elcr_probe();
2030         isa_defaultirq();
2031 #endif
2032         rand_initialize();
2033
2034         /*
2035          * Initialize IRQ mapping
2036          *
2037          * NOTE:
2038          * SHOULD be after elcr_probe()
2039          */
2040         MachIntrABI_ICU.initmap();
2041         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2042
2043 #ifdef DDB
2044         kdb_init();
2045         if (boothowto & RB_KDB)
2046                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2047 #endif
2048
2049 #if JG
2050         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2051         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2052         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2053 #endif
2054         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2055         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2056
2057         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2058         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2059         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2060
2061         /*
2062          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2063          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2064          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2065          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2066          *
2067          * NOTE:
2068          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2069          * 'cpu_feature2'
2070          */
2071         if (ioapic_enable < 0) {
2072                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2073                         ioapic_enable = 0;
2074                 else
2075                         ioapic_enable = 1;
2076         }
2077
2078         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2079         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2080                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2081                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2082         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2083         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2084
2085         /* double fault stack */
2086         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2087                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2088                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2089
2090         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2091         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2092
2093         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2094         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2095         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2096         ltr(gsel_tss);
2097
2098         /* Set up the fast syscall stuff */
2099         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2100         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2101         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2102         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2103         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2104               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2105         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2106         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2107
2108         getmemsize(kmdp, physfree);
2109         init_param2(physmem);
2110
2111         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2112
2113         /* Map the message buffer. */
2114 #if JG
2115         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2116                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2117 #endif
2118
2119         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2120
2121
2122         /* transfer to user mode */
2123
2124         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2125         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2126         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2127
2128         load_ds(_udatasel);
2129         load_es(_udatasel);
2130         load_fs(_udatasel);
2131
2132         /* setup proc 0's pcb */
2133         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2134         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2135         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2136         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2137
2138         /* Location of kernel stack for locore */
2139         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2144  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2145  * data space were allocated in locore.
2146  *
2147  * Note: the idlethread's cpl is 0
2148  *
2149  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2150  */
2151 void
2152 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2153 {
2154         if (cpu)
2155                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2156
2157         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2158                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2159                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2160                         0, &gd->mi);
2161         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2162         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2163         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2164         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2165 }
2166
2167 int
2168 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2169 {
2170         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2171             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2172                 return (TRUE);
2173         }
2174         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2175                 return (TRUE);
2176         return (FALSE);
2177 }
2178
2179 struct globaldata *
2180 globaldata_find(int cpu)
2181 {
2182         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2183         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2184 }
2185
2186 int
2187 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2188 {
2189         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
2190         return (0);
2191 }
2192
2193 int
2194 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2195 {
2196         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2197         return (0);
2198 }
2199
2200 int
2201 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2202 {
2203         struct trapframe *tp;
2204
2205         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2206                 return EINVAL;
2207         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2208         return (0);
2209 }
2210
2211 int
2212 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2213 {
2214         struct trapframe *tp;
2215
2216         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2217         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2218             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2219                 return (EINVAL);
2220         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2221         clear_quickret();
2222         return (0);
2223 }
2224
2225 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2226 static void
2227 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2228 {
2229         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2230         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2231         int i;
2232
2233         /* FPU control/status */
2234         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2235         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2236         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2237         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2238         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2239         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2240         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2241         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2242
2243         /* FPU registers */
2244         for (i = 0; i < 8; ++i)
2245                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2246 }
2247
2248 static void
2249 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2250 {
2251         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2252         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2253         int i;
2254
2255         /* FPU control/status */
2256         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2257         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2258         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2259         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2260         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2261         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2262         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2263         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2264
2265         /* FPU registers */
2266         for (i = 0; i < 8; ++i)
2267                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2268 }
2269 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2270
2271 int
2272 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2273 {
2274         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2275                 return EINVAL;
2276 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2277         if (cpu_fxsr) {
2278                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2279                                 (struct save87 *)fpregs);
2280                 return (0);
2281         }
2282 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2283         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2284         return (0);
2285 }
2286
2287 int
2288 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2289 {
2290 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2291         if (cpu_fxsr) {
2292                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2293                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2294                 return (0);
2295         }
2296 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2297         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2298         return (0);
2299 }
2300
2301 int
2302 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2303 {
2304         struct pcb *pcb;
2305
2306         if (lp == NULL) {
2307                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2308                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2309                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2310                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2311                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2312                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2313                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2314                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2315                 return (0);
2316         }
2317         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2318                 return EINVAL;
2319         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2320         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2321         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2322         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2323         dbregs->dr[4] = 0;
2324         dbregs->dr[5] = 0;
2325         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2326         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2327         return (0);
2328 }
2329
2330 int
2331 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2332 {
2333         if (lp == NULL) {
2334                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2335                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2336                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2337                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2338                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2339                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2340                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2341                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2342         } else {
2343                 struct pcb *pcb;
2344                 struct ucred *ucred;
2345                 int i;
2346                 uint64_t mask1, mask2;
2347
2348                 /*
2349                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2350                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2351                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2352                  * TRCTRAP.
2353                  */
2354                 /* JG this loop looks unreadable */
2355                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2356                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2357                  */
2358                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2359                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2360                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2361                  * carried to decide if it is safe and useful to
2362                  * provide access to that capability
2363                  */
2364                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2365                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2366                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2367                                 return (EINVAL);
2368
2369                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2370                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2371
2372                 /*
2373                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2374                  * process's address space.  If a process could do this, it
2375                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2376                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2377                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2378                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2379                  * uid 0.
2380                  *
2381                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2382                  * address space is written into from within the kernel
2383                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2384                  * from within kernel mode?
2385                  */
2386
2387                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2388                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2389                                 /* dr0 is enabled */
2390                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2391                                         return (EINVAL);
2392                         }
2393
2394                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2395                                 /* dr1 is enabled */
2396                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2397                                         return (EINVAL);
2398                         }
2399
2400                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2401                                 /* dr2 is enabled */
2402                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2403                                         return (EINVAL);
2404                         }
2405
2406                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2407                                 /* dr3 is enabled */
2408                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2409                                         return (EINVAL);
2410                         }
2411                 }
2412
2413                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2414                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2415                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2416                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2417                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2418                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2419
2420                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2421         }
2422
2423         return (0);
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2428  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2429  */
2430 int
2431 user_dbreg_trap(void)
2432 {
2433         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2434         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2435         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2436         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2437         int i;
2438
2439         dr7 = rdr7();
2440         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2441                 /*
2442                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2443                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2444                  * hardware debug registers
2445                  */
2446                 return 0;
2447         }
2448
2449         nbp = 0;
2450         dr6 = rdr6();
2451         bp = dr6 & 0xf;
2452
2453         if (bp == 0) {
2454                 /*
2455                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2456                  * trap was not caused by any of the debug registers
2457                  */
2458                 return 0;
2459         }
2460
2461         /*
2462          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2463          * which ones and if any of them are user space addresses
2464          */
2465
2466         if (bp & 0x01) {
2467                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2468         }
2469         if (bp & 0x02) {
2470                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2471         }
2472         if (bp & 0x04) {
2473                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2474         }
2475         if (bp & 0x08) {
2476                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2477         }
2478
2479         for (i=0; i<nbp; i++) {
2480                 if (addr[i] <
2481                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2482                         /*
2483                          * addr[i] is in user space
2484                          */
2485                         return nbp;
2486                 }
2487         }
2488
2489         /*
2490          * None of the breakpoints are in user space.
2491          */
2492         return 0;
2493 }
2494
2495
2496 #ifndef DDB
2497 void
2498 Debugger(const char *msg)
2499 {
2500         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2501 }
2502 #endif /* no DDB */
2503
2504 #ifdef DDB
2505
2506 /*
2507  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2508  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2509  * called inside DDB.
2510  *
2511  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2512  */
2513
2514 #undef inb
2515 #undef outb
2516
2517 /* silence compiler warnings */
2518 u_char inb(u_int);
2519 void outb(u_int, u_char);
2520
2521 u_char
2522 inb(u_int port)
2523 {
2524         u_char  data;
2525         /*
2526          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2527          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2528          * if we tell it to load (u_short) port.
2529          */
2530         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2531         return (data);
2532 }
2533
2534 void
2535 outb(u_int port, u_char data)
2536 {
2537         u_char  al;
2538         /*
2539          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2540          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2541          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2542          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2543          */
2544         al = data;
2545         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2546 }
2547
2548 #endif /* DDB */
2549
2550
2551
2552 /*
2553  * initialize all the SMP locks
2554  */
2555
2556 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2557 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2558
2559 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2560 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2561
2562 /* critical region around INTR() routines */
2563 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2564
2565 /* lock region used by kernel profiling */
2566 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2567
2568 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2569 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2570
2571 /* lock regions around the clock hardware */
2572 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2573
2574 static void
2575 init_locks(void)
2576 {
2577         /*
2578          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2579          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2580          */
2581         cpu_get_initial_mplock();
2582         /* DEPRECATED */
2583         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2584         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2585         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2586         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2587         spin_lock_init(&com_spinlock);
2588         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2589
2590         /* our token pool needs to work early */
2591         lwkt_token_pool_init();
2592 }
2593
2594 boolean_t
2595 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2596 {
2597         int cx_idx, sub;
2598
2599         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2600         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2601                 return FALSE;
2602
2603         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2604         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2605                 return FALSE;
2606
2607         return TRUE;
2608 }
2609
2610 void
2611 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2612 {
2613         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2614 }
2615
2616 static int
2617 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
2618     boolean_t allow_auto)
2619 {
2620         int error, cx_idx, old_cx_idx, sub = 0, hint;
2621         char name[16], *ptr, *start;
2622
2623         hint = *hint0;
2624         if (hint >= 0) {
2625                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2626                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2627         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2628                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2629         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2630                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2631         } else {
2632                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2633         }
2634
2635         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2636             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2637                 strlcpy(name, "NONE", sizeof(name));
2638         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2639                 strlcpy(name, "AUTO", sizeof(name));
2640         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2641                 strlcpy(name, "AUTODEEP", sizeof(name));
2642         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2643             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2644                 strlcpy(name, "INVALID", sizeof(name));
2645         else
2646                 ksnprintf(name, sizeof(name), "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2647
2648         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2649         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2650                 return error;
2651
2652         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2653             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2654                 return EOPNOTSUPP;
2655
2656         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2657                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2658                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2659                 goto done;
2660         }
2661         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2662                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2663                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2664                 goto done;
2665         }
2666
2667         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2668                 return EINVAL;
2669         start = &name[1];
2670         ptr = NULL;
2671
2672         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2673         if (ptr == start || *ptr != '/')
2674                 return EINVAL;
2675         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2676                 return EINVAL;
2677
2678         start = ptr + 1;
2679         ptr = NULL;
2680
2681         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2682         if (*ptr != '\0')
2683                 return EINVAL;
2684         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2685                 return EINVAL;
2686
2687         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2688 done:
2689         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
2690                 return EOPNOTSUPP;
2691         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
2692                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2693                 if (error)
2694                         return error;
2695         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
2696                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2697         }
2698
2699         *hint0 = hint;
2700         return 0;
2701 }
2702
2703 static int
2704 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2705 {
2706         int error;
2707
2708         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2709         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2710             &cpu_mwait_halt, TRUE);
2711         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2712         return error;
2713 }
2714
2715 static int
2716 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2717 {
2718         int error;
2719
2720         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2721         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2722             &cpu_mwait_spin, FALSE);
2723         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2724         return error;
2725 }