sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

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