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_msgbuf.h"
  51 #include "opt_swap.h"
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/systm.h>
  55 #include <sys/sysproto.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/linker.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/priv.h>
  62 #include <sys/buf.h>
  63 #include <sys/reboot.h>
  64 #include <sys/mbuf.h>
  65 #include <sys/msgbuf.h>
  66 #include <sys/sysent.h>
  67 #include <sys/sysctl.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/bus.h>
  70 #include <sys/usched.h>
  71 #include <sys/reg.h>
  72 #include <sys/sbuf.h>
  73 #include <sys/ctype.h>
  74 #include <sys/serialize.h>
  75 #include <sys/systimer.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89 #include <sys/mutex2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <sys/efi.h>
  96
  97 #include <ddb/ddb.h>
  98
  99 #include <machine/cpu.h>
 100 #include <machine/clock.h>
 101 #include <machine/specialreg.h>
 102 #if 0 /* JG */
 103 #include <machine/bootinfo.h>
 104 #endif
 105 #include <machine/md_var.h>
 106 #include <machine/metadata.h>
 107 #include <machine/pc/bios.h>
 108 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 109 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 110 #include <machine/smp.h>
 111 #ifdef PERFMON
 112 #include <machine/perfmon.h>
 113 #endif
 114 #include <machine/cputypes.h>
 115 #include <machine/intr_machdep.h>
 116 #include <machine/framebuffer.h>
 117
 118 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 119 #include <bus/isa/isa_device.h>
 120 #endif
 121 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 122 #include <bus/isa/rtc.h>
 123 #include <sys/random.h>
 124 #include <sys/ptrace.h>
 125 #include <machine/sigframe.h>
 126
 127 #include <sys/machintr.h>
 128 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 129 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 130 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 131 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 132 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 133 #include <machine/mptable.h>
 134
 135 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 136
 137 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 138
 139 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 140 extern void identify_cpu(void);
 141 #if 0 /* JG */
 142 extern void finishidentcpu(void);
 143 #endif
 144 extern void panicifcpuunsupported(void);
 145
 146 static void cpu_startup(void *);
 147 static void pic_finish(void *);
 148 static void cpu_finish(void *);
 149
 150 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 151 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 152 #ifdef DIRECTIO
 153 extern void ffs_rawread_setup(void);
 154 #endif /* DIRECTIO */
 155 static void init_locks(void);
 156
 157 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 158
 159 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 160 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 161 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 162
 163 #ifdef DDB
 164 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 165 #endif
 166
 167 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 168 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 169
 170 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 171 u_long  atdevbase;
 172 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 173 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 174 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 175
 176 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 177
 178 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 179 extern int swtch_optim_stats;
 180 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 181         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 182 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 183         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 184 #endif
 185 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 186         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 187 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 188     "monitor/mwait target state");
 189
 190 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 191         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 192          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 193
 194 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 195
 196 #define CPU_MWAIT_C1            1
 197 #define CPU_MWAIT_C2            2
 198 #define CPU_MWAIT_C3            3
 199 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 200
 201 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 202 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 203
 204 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 205 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 206
 207 struct cpu_mwait_cx {
 208         int                     subcnt;
 209         char                    name[4];
 210         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 211         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 212 };
 213 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 214 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 215
 216 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 217 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 218 static int                      *cpu_mwait_hints;
 219
 220 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 221 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 222
 223 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 224
 225 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 226 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 227 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 228
 229 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 230 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 231
 232 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 233                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 234                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 235
 236 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 237     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 238 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 239     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 240
 241 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 242                     int *, boolean_t);
 243 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 244 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 245 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 246
 247 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 248     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 249 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 250     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 251 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 252     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 253
 254 long physmem = 0;
 255
 256 u_long ebda_addr = 0;
 257
 258 int imcr_present = 0;
 259
 260 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 261
 262 u_int base_memory;
 263 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 264
 265 static int
 266 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 267 {
 268         u_long pmem = ctob(physmem);
 269
 270         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 271         return (error);
 272 }
 273
 274 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 275         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 276
 277 static int
 278 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 279 {
 280         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 281                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 282         return (error);
 283 }
 284
 285 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 286         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 287
 288 static int
 289 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 290 {
 291         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 292                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 293         return (error);
 294 }
 295
 296 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 297         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 298
 299 vm_paddr_t Maxmem;
 300 vm_paddr_t Realmem;
 301
 302 /*
 303  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 304  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 305  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 306  * PHYSSEG entries.
 307  */
 308 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 309
 310 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 311 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 312
 313 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 314 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
 315 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
 316
 317 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 318 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 319 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 320 static struct trapframe proc0_tf;
 321
 322 static void
 323 cpu_startup(void *dummy)
 324 {
 325         caddr_t v;
 326         vm_size_t size = 0;
 327         vm_offset_t firstaddr;
 328
 329         /*
 330          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 331          */
 332         kprintf("%s", version);
 333         startrtclock();
 334         printcpuinfo();
 335         panicifcpuunsupported();
 336 #ifdef PERFMON
 337         perfmon_init();
 338 #endif
 339         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 340                 (intmax_t)Realmem,
 341                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 342         /*
 343          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 344          */
 345         if (bootverbose) {
 346                 int indx;
 347
 348                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 349                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 350                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 351
 352                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 353                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 354                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 355                                 (intmax_t)size1,
 356                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 357                 }
 358         }
 359
 360         /*
 361          * Allocate space for system data structures.
 362          * The first available kernel virtual address is in "v".
 363          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 364          * As pages of memory are allocated and cleared,
 365          * "firstaddr" is incremented.
 366          * An index into the kernel page table corresponding to the
 367          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 368          */
 369
 370         /*
 371          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 372          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 373          * addresses to the various data structures.
 374          */
 375         firstaddr = 0;
 376 again:
 377         v = (caddr_t)firstaddr;
 378
 379 #define valloc(name, type, num) \
 380             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 381 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 382             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 383
 384         /*
 385          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
 386          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 387          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 388          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 389          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 390          * maxbcache bytes.
 391          *
 392          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 393          */
 394         if (nbuf == 0) {
 395                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
 396                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 397
 398                 nbuf = 50;
 399                 if (kbytes > 4096)
 400                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 401                 if (kbytes > 65536)
 402                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 403                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
 404                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 405         }
 406
 407         /*
 408          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 409          * kernel_map.
 410          */
 411         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 412                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
 413                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 414                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
 415                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 416         }
 417
 418         /*
 419          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 420          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 421          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 422          * can prevent the system from paging properly.
 423          */
 424         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 425                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
 426                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 427         }
 428
 429         /*
 430          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 431          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 432          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 433          */
 434         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 435                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 436                        sizeof(struct buf) / 2;
 437                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 438                         "considerations\n", nbuf);
 439         }
 440
 441         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 442 #ifdef NSWBUF_MIN
 443         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 444                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 445 #endif
 446         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 447 #ifdef NSWBUF_MIN
 448         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 449                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 450 #endif
 451 #ifdef DIRECTIO
 452         ffs_rawread_setup();
 453 #endif
 454
 455         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 456         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 457         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 458
 459         /*
 460          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 461          */
 462         if (firstaddr == 0) {
 463                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 464                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 465                 if (firstaddr == 0)
 466                         panic("startup: no room for tables");
 467                 goto again;
 468         }
 469
 470         /*
 471          * End of second pass, addresses have been assigned
 472          *
 473          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 474          *
 475          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 476          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 477          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 478          */
 479         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 480                 panic("startup: table size inconsistency");
 481
 482         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 483                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 484                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 485         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 486                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 487         buffer_map.system_map = 1;
 488         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 489                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 490                       pager_map_size);
 491         pager_map.system_map = 1;
 492         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 493                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 494                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 495                 1024 / 1024);
 496 }
 497
 498 struct cpu_idle_stat {
 499         int     hint;
 500         int     reserved;
 501         u_long  halt;
 502         u_long  spin;
 503         u_long  repeat;
 504         u_long  repeat_last;
 505         u_long  repeat_delta;
 506         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 507 } __cachealign;
 508
 509 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 510 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 511
 512 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 513
 514 static int
 515 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 516 {
 517         int idx = arg2, cpu, error;
 518         u_long val = 0;
 519
 520         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 521                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 522                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 523         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 524                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 525                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 526         } else {
 527                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 528                     ("invalid index %d", idx));
 529                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 530                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 531         }
 532
 533         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 534         if (error || req->newptr == NULL)
 535                 return error;
 536
 537         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 538                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 539                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 540                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 541         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 542                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 543                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 544                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 545         } else {
 546                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 547                     ("invalid index %d", idx));
 548                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 549                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 550                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 551         }
 552         return 0;
 553 }
 554
 555 static void
 556 cpu_mwait_attach(void)
 557 {
 558         struct sbuf sb;
 559         int hint_idx, i;
 560
 561         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 562                 return;
 563
 564         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 565             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 566              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 567               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 568                 int bm_sts = 1;
 569
 570                 /*
 571                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 572                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 573                  */
 574                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 575
 576                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 577                 if (!bm_sts)
 578                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 579         }
 580
 581         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 582             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 583
 584         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 585                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 586                 int sub;
 587
 588                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 589
 590                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 591                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 592                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 593                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 594                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 595                         continue;
 596
 597                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 598                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 599                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 600                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 601                     "sub-state count");
 602                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 603                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 604                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 605                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 606
 607                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 608                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 609         }
 610         sbuf_trim(&sb);
 611         sbuf_finish(&sb);
 612
 613         /*
 614          * Non-deep C-states
 615          */
 616         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 617         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 618                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 619         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 620             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 621
 622         hint_idx = 0;
 623         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 624                 int j, subcnt;
 625
 626                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 627                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 628                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 629                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 630                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 631                         ++hint_idx;
 632                 }
 633         }
 634         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 635             ("mwait hint count %d != index %d",
 636              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 637
 638         if (bootverbose) {
 639                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 640                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 641                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 642
 643                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 644                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 645                             hint);
 646                 }
 647         }
 648
 649         /*
 650          * Deep C-states
 651          */
 652         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 653                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 654         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 655             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 656
 657         hint_idx = 0;
 658         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 659                 int j, subcnt;
 660
 661                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 662                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 663                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 664                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 665                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 666                         ++hint_idx;
 667                 }
 668         }
 669         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 670             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 671              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 672
 673         if (bootverbose) {
 674                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 675                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 676                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 677
 678                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 679                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 680                             hint);
 681                 }
 682         }
 683         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 684
 685         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 686                 char name[16];
 687
 688                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 689                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 690                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 691                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 692                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 693         }
 694 }
 695
 696 static void
 697 cpu_finish(void *dummy __unused)
 698 {
 699         cpu_setregs();
 700         cpu_mwait_attach();
 701 }
 702
 703 static void
 704 pic_finish(void *dummy __unused)
 705 {
 706         /* Log ELCR information */
 707         elcr_dump();
 708
 709         /* Log MPTABLE information */
 710         mptable_pci_int_dump();
 711
 712         /* Finalize PCI */
 713         MachIntrABI.finalize();
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Send an interrupt to process.
 718  *
 719  * Stack is set up to allow sigcode stored
 720  * at top to call routine, followed by kcall
 721  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 722  * resets the signal mask, the stack, and the
 723  * frame pointer, it returns to the user
 724  * specified pc, psl.
 725  */
 726 void
 727 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 728 {
 729         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 730         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 731         struct trapframe *regs;
 732         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 733         struct sigframe sf, *sfp;
 734         int oonstack;
 735         char *sp;
 736
 737         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 738         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 739
 740         /* Save user context */
 741         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 742         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 743         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 744         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 745         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 746         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 747
 748         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 749         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 750
 751         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 752         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 753             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 754                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 755                               sizeof(struct sigframe));
 756                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 757         } else {
 758                 /* We take red zone into account */
 759                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 760         }
 761
 762         /*
 763          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 764          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 765          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 766          * kernel is ok.
 767          *
 768          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 769          * context directly.
 770          */
 771         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 772
 773         /* Translate the signal is appropriate */
 774         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 775                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 776                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 777         }
 778
 779         /*
 780          * Build the argument list for the signal handler.
 781          *
 782          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 783          */
 784         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 785         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 786
 787         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 788                 /*
 789                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 790                  *
 791                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 792                  */
 793                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 794                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 795                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 796
 797                 /* fill siginfo structure */
 798                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 799                 sf.sf_si.si_code = code;
 800                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 801         } else {
 802                 /*
 803                  * Old FreeBSD-style arguments.
 804                  *
 805                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 806                  */
 807                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 808                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 809                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 810         }
 811
 812         /*
 813          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 814          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 815          * eflags.
 816          */
 817 #if 0 /* JG */
 818         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 819                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 820                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 821
 822                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 823                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 824                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 825                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 826
 827                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 828                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 829                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 830                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 831
 832                 /*
 833                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 834                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 835                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 836                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 837                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 838                  */
 839                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 840         }
 841 #endif
 842
 843         /*
 844          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 845          */
 846         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 847
 848         /*
 849          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 850          */
 851         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 852                 /*
 853                  * Something is wrong with the stack pointer.
 854                  * ...Kill the process.
 855                  */
 856                 sigexit(lp, SIGILL);
 857         }
 858
 859         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 860         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 861
 862         /*
 863          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 864          * on function entry
 865          */
 866         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 867
 868         /*
 869          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 870          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 871          * stored in-context.
 872          */
 873         regs->tf_cs = _ucodesel;
 874         regs->tf_ss = _udatasel;
 875         clear_quickret();
 876 }
 877
 878 /*
 879  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 880  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 881  * issue.
 882  *
 883  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 884  * bad idea?
 885  */
 886 int
 887 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 888 {
 889         frame->tf_cs = _ucodesel;
 890         frame->tf_ss = _udatasel;
 891         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 892         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 893         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 894
 895         return(0);
 896 }
 897
 898 /*
 899  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 900  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 901  */
 902 int
 903 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 904 {
 905         return(0);
 906 }
 907
 908 /*
 909  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 910  *
 911  * System call to cleanup state after a signal
 912  * has been taken.  Reset signal mask and
 913  * stack state from context left by sendsig (above).
 914  * Return to previous pc and psl as specified by
 915  * context left by sendsig. Check carefully to
 916  * make sure that the user has not modified the
 917  * state to gain improper privileges.
 918  *
 919  * MPSAFE
 920  */
 921 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 922 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 923
 924 int
 925 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 926 {
 927         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 928         struct trapframe *regs;
 929         ucontext_t uc;
 930         ucontext_t *ucp;
 931         register_t rflags;
 932         int cs;
 933         int error;
 934
 935         /*
 936          * We have to copy the information into kernel space so userland
 937          * can't modify it while we are sniffing it.
 938          */
 939         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 940         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 941         if (error)
 942                 return (error);
 943         ucp = &uc;
 944         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 945
 946         /* VM (8086) mode not supported */
 947         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 948
 949 #if 0 /* JG */
 950         if (eflags & PSL_VM) {
 951                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 952                 struct vm86_kernel *vm86;
 953
 954                 /*
 955                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 956                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 957                  */
 958                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 959                         return (EINVAL);
 960                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 961                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 962                         return (EINVAL);
 963
 964                 /* go back to user mode if both flags are set */
 965                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 966                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 967
 968                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 969                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 970                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 971                 } else {
 972                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 973                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 974                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 975                 }
 976                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 977                 tf->tf_eflags = eflags;
 978                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 979                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 980                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 981                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 982                 tf->tf_ds = _udatasel;
 983                 tf->tf_es = _udatasel;
 984                 tf->tf_fs = _udatasel;
 985                 tf->tf_gs = _udatasel;
 986         } else
 987 #endif
 988         {
 989                 /*
 990                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 991                  */
 992                 /*
 993                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 994                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 995                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 996                  * the signal context during signal handling and there is no
 997                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 998                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 999                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
1000                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
1001                  */
1002                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
1003                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
1004                         return(EINVAL);
1005                 }
1006
1007                 /*
1008                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
1009                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1010                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1011                  */
1012                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1013                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1014                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1015                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1016                         return(EINVAL);
1017                 }
1018                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1019         }
1020
1021         /*
1022          * Restore the FPU state from the frame
1023          */
1024         crit_enter();
1025         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1026
1027         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1028                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1029         else
1030                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1031
1032         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1033         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1034         clear_quickret();
1035         crit_exit();
1036         return(EJUSTRETURN);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Machine dependent boot() routine
1041  *
1042  * I haven't seen anything to put here yet
1043  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1044  */
1045 void
1046 cpu_boot(int howto)
1047 {
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Shutdown the CPU as much as possible
1052  */
1053 void
1054 cpu_halt(void)
1055 {
1056         for (;;)
1057                 __asm__ __volatile("hlt");
1058 }
1059
1060 /*
1061  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1062  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1063  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1064  *
1065  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1066  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1067  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1068  * critical section.
1069  *
1070  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1071  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1072  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1073  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1074  *
1075  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1076  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1077  *
1078  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1079  */
1080 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1081 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1082     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1083 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1084     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1085
1086 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1087     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1088 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1089     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1090
1091 static void
1092 cpu_idle_default_hook(void)
1093 {
1094         /*
1095          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1096          * following the sti.
1097          */
1098         __asm __volatile("sti; hlt");
1099 }
1100
1101 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1102 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1103
1104 static __inline int
1105 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1106 {
1107         int hint, cx_idx;
1108         u_int idx;
1109
1110         hint = stat->hint;
1111         if (hint >= 0)
1112                 goto done;
1113
1114         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1115             cpu_mwait_repeat_shift;
1116         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1117                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1118                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1119         }
1120         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1121                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1122                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1123                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1124         } else {
1125                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1126                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1127                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1128         }
1129 done:
1130         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1131         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1132                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1133         return hint;
1134 }
1135
1136 void
1137 cpu_idle(void)
1138 {
1139         globaldata_t gd = mycpu;
1140         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1141         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1142         int reqflags;
1143         int quick;
1144
1145         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1146
1147         crit_exit();
1148         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1149
1150         for (;;) {
1151                 /*
1152                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1153                  */
1154                 lwkt_switch();
1155
1156                 /*
1157                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1158                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1159                  * splz() does the job.
1160                  *
1161                  * cpu_idle_hlt:
1162                  *      0       Never halt, just spin
1163                  *
1164                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1165                  *
1166                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1167                  *              cpus.
1168                  *
1169                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1170                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1171                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1172                  *
1173                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1174                  *              Intel cpus.
1175                  *
1176                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1177                  *              eats the least amount of power but the cpu
1178                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1179                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1180                  *
1181                  *      4       Always use HLT.
1182                  *
1183                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1184                  *       section.
1185                  *
1186                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1187                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1188                  *       it overflows.
1189                  *
1190                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1191                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1192                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1193                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1194                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1195                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1196                  *
1197                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1198                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1199                  * the request.
1200                  */
1201                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1202                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1203                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1204                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1205                         stat->repeat_last = 0;
1206                         stat->repeat_delta = 0;
1207                 }
1208                 ++stat->repeat_last;
1209
1210                 ++gd->gd_idle_repeat;
1211                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1212                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1213                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1214                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1215
1216                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1217                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1218                         splz(); /* XXX */
1219                         crit_enter_gd(gd);
1220                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1221                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1222                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1223                         stat->halt++;
1224                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1225                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1226                                                       gd->gd_cpuid)) {
1227                                 cpu_invltlb();
1228                                 cpu_mfence();
1229                         }
1230                         crit_exit_gd(gd);
1231                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1232                         __asm __volatile("cli");
1233                         splz();
1234                         crit_enter_gd(gd);
1235                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1236                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1237                                 if (quick)
1238                                         cpu_idle_default_hook();
1239                                 else
1240                                         cpu_idle_hook();
1241                         }
1242                         __asm __volatile("sti");
1243                         stat->halt++;
1244                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1245                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1246                                                       gd->gd_cpuid)) {
1247                                 cpu_invltlb();
1248                                 cpu_mfence();
1249                         }
1250                         crit_exit_gd(gd);
1251                 } else {
1252                         splz();
1253                         __asm __volatile("sti");
1254                         stat->spin++;
1255                 }
1256         }
1257 }
1258
1259 /*
1260  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1261  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1262  * we let it spin.
1263  */
1264 void
1265 cpu_spinlock_contested(void)
1266 {
1267         cpu_pause();
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Clear registers on exec
1272  */
1273 void
1274 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1275 {
1276         struct thread *td = curthread;
1277         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1278         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1279         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1280
1281         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1282         user_ldt_free(pcb);
1283
1284         clear_quickret();
1285         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1286         regs->tf_rip = entry;
1287         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1288         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1289         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1290         regs->tf_ss = _udatasel;
1291         regs->tf_cs = _ucodesel;
1292         regs->tf_rbx = ps_strings;
1293
1294         /*
1295          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1296          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1297          */
1298         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1299                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1300                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1301                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1302                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1303                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1304                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1305                 if (pcb == td->td_pcb) {
1306                         /*
1307                          * Clear the debug registers on the running
1308                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1309                          * the next process we switch to.
1310                          */
1311                         reset_dbregs();
1312                 }
1313                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1314         }
1315
1316         /*
1317          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1318          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1319          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1320          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1321          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1322          */
1323         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1324
1325         /*
1326          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1327          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1328          *       may panic in npxdna().
1329          */
1330         crit_enter();
1331         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1332
1333         /*
1334          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1335          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1336          *       code knows what the current MSR values are.
1337          */
1338         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1339         pcb->pcb_gsbase = 0;
1340         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1341         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1342         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1343         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1344
1345         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1346         npxinit();
1347         crit_exit();
1348
1349         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1350         pcb->pcb_es = _udatasel;
1351         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1352         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1353 }
1354
1355 void
1356 cpu_setregs(void)
1357 {
1358         register_t cr0;
1359
1360         cr0 = rcr0();
1361         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1362         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1363         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1364         load_cr0(cr0);
1365         load_gs(_udatasel);
1366 }
1367
1368 static int
1369 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1370 {
1371         int error;
1372         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1373                 req);
1374         if (!error && req->newptr)
1375                 resettodr();
1376         return (error);
1377 }
1378
1379 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1380         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1381
1382 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1383         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1384
1385 #if 0 /* JG */
1386 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1387         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1388 #endif
1389
1390 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1391         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1392
1393 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1394 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1395         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1396
1397 /*
1398  * Initialize 386 and configure to run kernel
1399  */
1400
1401 /*
1402  * Initialize segments & interrupt table
1403  */
1404
1405 int _default_ldt;
1406 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1407 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1408 #if 0 /* JG */
1409 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1410 #endif
1411
1412 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1413 struct region_descriptor r_gdt;
1414 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1415
1416 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1417 void *proc0paddr;
1418 /* JG alignment? */
1419 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1420
1421
1422 /* software prototypes -- in more palatable form */
1423 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1424 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1425 {       0x0,                    /* segment base address  */
1426         0x0,                    /* length */
1427         0,                      /* segment type */
1428         0,                      /* segment descriptor priority level */
1429         0,                      /* segment descriptor present */
1430         0,                      /* long */
1431         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1432         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1433 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1434 {       0x0,                    /* segment base address  */
1435         0xfffff,                /* length - all address space */
1436         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1437         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1438         1,                      /* segment descriptor present */
1439         1,                      /* long */
1440         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1441         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1442 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1443 {       0x0,                    /* segment base address  */
1444         0xfffff,                /* length - all address space */
1445         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1446         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1447         1,                      /* segment descriptor present */
1448         1,                      /* long */
1449         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1450         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1451 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1452 {       0x0,                    /* segment base address  */
1453         0xfffff,                /* length - all address space */
1454         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1455         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1456         1,                      /* segment descriptor present */
1457         0,                      /* long */
1458         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1459         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1460 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1461 {       0x0,                    /* segment base address  */
1462         0xfffff,                /* length - all address space */
1463         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1464         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1465         1,                      /* segment descriptor present */
1466         0,                      /* long */
1467         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1468         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1469 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1470 {       0x0,                    /* segment base address  */
1471         0xfffff,                /* length - all address space */
1472         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1473         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1474         1,                      /* segment descriptor present */
1475         1,                      /* long */
1476         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1477         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1478 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1479 {
1480         0x0,                    /* segment base address */
1481         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1482         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1483         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1484         1,                      /* segment descriptor present */
1485         0,                      /* long */
1486         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1487         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1488 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1489 {       0x0,                    /* segment base address  */
1490         0x0,                    /* length */
1491         0,                      /* segment type */
1492         0,                      /* segment descriptor priority level */
1493         0,                      /* segment descriptor present */
1494         0,                      /* long */
1495         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1496         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1497 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1498 {       0x0,                    /* segment base address  */
1499         0xfffff,                /* length - all address space */
1500         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1501         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1502         1,                      /* segment descriptor present */
1503         0,                      /* long */
1504         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1505         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1506 };
1507
1508 void
1509 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1510 {
1511         int cpu;
1512
1513         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1514                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1515
1516                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1517                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1518                 ip->gd_ist = ist;
1519                 ip->gd_xx = 0;
1520                 ip->gd_type = typ;
1521                 ip->gd_dpl = dpl;
1522                 ip->gd_p = 1;
1523                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1524         }
1525 }
1526
1527 void
1528 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1529 {
1530         struct gate_descriptor *ip;
1531
1532         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1533
1534         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1535         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1536         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1537         ip->gd_ist = ist;
1538         ip->gd_xx = 0;
1539         ip->gd_type = typ;
1540         ip->gd_dpl = dpl;
1541         ip->gd_p = 1;
1542         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1543 }
1544
1545 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1546
1547 extern inthand_t
1548         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1549         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1550         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1551         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1552         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1553         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1554
1555 void
1556 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1557 {
1558         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1559         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1560         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1561         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1562         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1563         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1564         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1565 }
1566
1567 void
1568 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1569 {
1570
1571         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1572         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1573         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1574         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1575         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1576         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1577         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1578         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1579         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1580         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1581 }
1582
1583 void
1584 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1585     struct system_segment_descriptor *sd)
1586 {
1587
1588         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1589         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1590         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1591         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1592         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1593         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1594         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1595         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1600  * available physical memory in the system, then test this memory and
1601  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1602  *
1603  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1604  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1605  *
1606  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1607  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1608  *
1609  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1610  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1611  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1612  *
1613  * XXX first should be vm_paddr_t.
1614  */
1615
1616 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1617 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1618         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1619         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1620         struct efi_map_header *efihdrbase;
1621         u_int32_t smapsize;
1622
1623 static void
1624 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1625 {
1626         int i;
1627
1628         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1629         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1630
1631         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1632                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1633                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1634                             smap->type, smap->base, smap->length);
1635
1636                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1637                         continue;
1638
1639                 if (smap->length == 0)
1640                         continue;
1641
1642                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1643                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1644                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1645                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1646                                                 "memory region, ignoring "
1647                                                 "second region\n");
1648                                 }
1649                                 break;
1650                         }
1651                 }
1652                 if (i <= *physmap_idx)
1653                         continue;
1654
1655                 Realmem += smap->length;
1656
1657                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1658                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1659                         continue;
1660                 }
1661
1662                 *physmap_idx += 2;
1663                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1664                         kprintf("Too many segments in the physical "
1665                                 "address map, giving up\n");
1666                         break;
1667                 }
1668                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1669                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1670         }
1671 }
1672
1673 #define efi_next_descriptor(ptr, size) \
1674         ((struct efi_md *)(((uint8_t *) ptr) + size))
1675
1676 static void
1677 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1678 {
1679          struct efi_md *map, *p;
1680          const char *type;
1681          size_t efisz;
1682          int i, ndesc;
1683
1684         static const char *types[] = {
1685                 "Reserved",
1686                 "LoaderCode",
1687                 "LoaderData",
1688                 "BootServicesCode",
1689                 "BootServicesData",
1690                 "RuntimeServicesCode",
1691                 "RuntimeServicesData",
1692                 "ConventionalMemory",
1693                 "UnusableMemory",
1694                 "ACPIReclaimMemory",
1695                 "ACPIMemoryNVS",
1696                 "MemoryMappedIO",
1697                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1698                 "PalCode"
1699          };
1700
1701         /*
1702          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1703          * Boot Services API.
1704          */
1705         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1706         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1707
1708         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1709                 return;
1710         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1711
1712         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1713                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1714                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1715
1716         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1717             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1718                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1719                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1720                                 type = types[p->md_type];
1721                         else
1722                                 type = "<INVALID>";
1723                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1724                             p->md_virt, p->md_pages);
1725                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1726                                 kprintf("UC ");
1727                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1728                                 kprintf("WC ");
1729                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1730                                 kprintf("WT ");
1731                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1732                                 kprintf("WB ");
1733                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1734                                 kprintf("UCE ");
1735                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1736                                 kprintf("WP ");
1737                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1738                                 kprintf("RP ");
1739                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1740                                 kprintf("XP ");
1741                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1742                                 kprintf("RUNTIME");
1743                         kprintf("\n");
1744                 }
1745
1746                 switch (p->md_type) {
1747                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1748                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1749                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1750                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1751                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1752                         /*
1753                          * We're allowed to use any entry with these types.
1754                          */
1755                         break;
1756                 default:
1757                         continue;
1758                 }
1759
1760                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1761
1762                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1763                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1764                         continue;
1765                 }
1766
1767                 *physmap_idx += 2;
1768                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1769                         kprintf("Too many segments in the physical "
1770                                 "address map, giving up\n");
1771                         break;
1772                 }
1773                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1774                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1775          }
1776 }
1777
1778 struct fb_info efi_fb_info;
1779 static int have_efi_framebuffer = 0;
1780
1781 static void
1782 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1783 {
1784         uint64_t sz;
1785         vm_offset_t addr, v;
1786
1787         v = efi_fb_info.vaddr;
1788         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1789
1790         if (direct_map) {
1791                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1792                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1793                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1794         } else {
1795                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1796                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1797         }
1798
1799         if (v == 0 && efi_fb_info.vaddr != 0)
1800                 memset((void *)efi_fb_info.vaddr, 0x77, sz);
1801 }
1802
1803 int
1804 probe_efi_fb(int early)
1805 {
1806         struct efi_fb   *efifb;
1807         caddr_t         kmdp;
1808
1809         if (have_efi_framebuffer) {
1810                 if (!early &&
1811                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1812                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1813                         efi_fb_init_vaddr(0);
1814                 return 0;
1815         }
1816
1817         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1818         if (kmdp == NULL)
1819                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1820         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1821             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1822         if (efifb == NULL)
1823                 return 1;
1824
1825         have_efi_framebuffer = 1;
1826
1827         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1828         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1829         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1830         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1831         efi_fb_info.depth = 32;
1832         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1833         if (early) {
1834                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1835         } else {
1836                 efi_fb_init_vaddr(0);
1837         }
1838         efi_fb_info.restore = NULL;
1839         efi_fb_info.device = NULL;
1840
1841         return 0;
1842 }
1843
1844 static void
1845 efifb_startup(void *arg)
1846 {
1847         probe_efi_fb(0);
1848 }
1849
1850 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1851
1852 static void
1853 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1854 {
1855         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1856         int i, j;
1857         vm_paddr_t pa;
1858         vm_paddr_t msgbuf_size;
1859         u_long physmem_tunable;
1860         pt_entry_t *pte;
1861         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1862
1863         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1864         physmap_idx = 0;
1865
1866         /*
1867          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1868          *
1869          * subr_module.c says:
1870          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1871          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1872          */
1873         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1874             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1875         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1876             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1877         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1878                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1879
1880         if (efihdrbase == NULL)
1881                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1882         else
1883                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1884
1885         base_memory = physmap[1] / 1024;
1886         /* make hole for AP bootstrap code */
1887         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1888
1889         /* Save EBDA address, if any */
1890         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1891         ebda_addr <<= 4;
1892
1893         /*
1894          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1895          * highest page of the physical address space.  It should be
1896          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1897          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1898          */
1899         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1900
1901 #ifdef MAXMEM
1902         Maxmem = MAXMEM / 4;
1903 #endif
1904
1905         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1906                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1907
1908         /*
1909          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1910          * in the system.
1911          */
1912         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1913                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1914
1915         /*
1916          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1917          */
1918         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1919                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1920                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1921         }
1922
1923         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1924             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1925                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1926         }
1927
1928         /*
1929          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1930          *
1931          * Mask off page 0.
1932          */
1933         pmap_bootstrap(&first);
1934         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1935
1936         /*
1937          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1938          * exceeding Maxmem.
1939          */
1940         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1941                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1942                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1943                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1944                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1945                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1946
1947                 physmap[j] = physmap[i];
1948                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1949
1950                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1951                         j += 2;
1952         }
1953         physmap_idx = j - 2;
1954
1955         /*
1956          * Align anything else used in the validation loop.
1957          */
1958         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1959
1960         /*
1961          * Size up each available chunk of physical memory.
1962          */
1963         pa_indx = 0;
1964         da_indx = 1;
1965         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1966         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1967         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1968         pte = CMAP1;
1969
1970         /*
1971          * Get dcons buffer address
1972          */
1973         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1974             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1975                 dcons_addr = 0;
1976
1977         /*
1978          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1979          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1980          * of PAGE_SIZE.
1981          */
1982         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1983                 vm_paddr_t end;
1984
1985                 end = physmap[i + 1];
1986
1987                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1988                         int tmp, page_bad, full;
1989                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1990
1991                         full = FALSE;
1992                         /*
1993                          * block out kernel memory as not available.
1994                          */
1995                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1996                                 goto do_dump_avail;
1997
1998                         /*
1999                          * block out dcons buffer
2000                          */
2001                         if (dcons_addr > 0
2002                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2003                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2004                                 goto do_dump_avail;
2005                         }
2006
2007                         page_bad = FALSE;
2008
2009                         /*
2010                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2011                          */
2012                         *pte = pa |
2013                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2014                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2015                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2016                         cpu_invltlb();
2017
2018                         tmp = *ptr;
2019                         /*
2020                          * Test for alternating 1's and 0's
2021                          */
2022                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
2023                         cpu_mfence();
2024                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
2025                                 page_bad = TRUE;
2026                         /*
2027                          * Test for alternating 0's and 1's
2028                          */
2029                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
2030                         cpu_mfence();
2031                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
2032                                 page_bad = TRUE;
2033                         /*
2034                          * Test for all 1's
2035                          */
2036                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
2037                         cpu_mfence();
2038                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
2039                                 page_bad = TRUE;
2040                         /*
2041                          * Test for all 0's
2042                          */
2043                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
2044                         cpu_mfence();
2045                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
2046                                 page_bad = TRUE;
2047                         /*
2048                          * Restore original value.
2049                          */
2050                         *ptr = tmp;
2051
2052                         /*
2053                          * Adjust array of valid/good pages.
2054                          */
2055                         if (page_bad == TRUE)
2056                                 continue;
2057                         /*
2058                          * If this good page is a continuation of the
2059                          * previous set of good pages, then just increase
2060                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2061                          * Note that "end" points one higher than end,
2062                          * making the range >= start and < end.
2063                          * If we're also doing a speculative memory
2064                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2065                          * so that we keep going. The first bad page
2066                          * will terminate the loop.
2067                          */
2068                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
2069                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2070                         } else {
2071                                 pa_indx++;
2072                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2073                                         kprintf(
2074                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2075                                         pa_indx--;
2076                                         full = TRUE;
2077                                         goto do_dump_avail;
2078                                 }
2079                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
2080                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2081                         }
2082                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
2083 do_dump_avail:
2084                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
2085                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
2086                         } else {
2087                                 da_indx++;
2088                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2089                                         da_indx--;
2090                                         goto do_next;
2091                                 }
2092                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
2093                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
2094                         }
2095 do_next:
2096                         if (full)
2097                                 break;
2098                 }
2099         }
2100         *pte = 0;
2101         cpu_invltlb();
2102
2103         /*
2104          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2105          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2106          * calculation, etc.).
2107          */
2108         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2109
2110         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
2111                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
2112                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
2113                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2114                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
2115         }
2116
2117         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
2118
2119         /* Trim off space for the message buffer. */
2120         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
2121
2122         avail_end = phys_avail[pa_indx];
2123
2124         /* Map the message buffer. */
2125         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2126                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
2127                             phys_avail[pa_indx] + off);
2128         }
2129         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2130         if (have_efi_framebuffer)
2131                 efi_fb_init_vaddr(1);
2132 }
2133
2134 struct machintr_abi MachIntrABI;
2135
2136 /*
2137  * IDT VECTORS:
2138  *      0       Divide by zero
2139  *      1       Debug
2140  *      2       NMI
2141  *      3       BreakPoint
2142  *      4       OverFlow
2143  *      5       Bound-Range
2144  *      6       Invalid OpCode
2145  *      7       Device Not Available (x87)
2146  *      8       Double-Fault
2147  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2148  *      10      Invalid-TSS
2149  *      11      Segment not present
2150  *      12      Stack
2151  *      13      General Protection
2152  *      14      Page Fault
2153  *      15      Reserved
2154  *      16      x87 FP Exception pending
2155  *      17      Alignment Check
2156  *      18      Machine Check
2157  *      19      SIMD floating point
2158  *      20-31   reserved
2159  *      32-255  INTn/external sources
2160  */
2161 u_int64_t
2162 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2163 {
2164         caddr_t kmdp;
2165         int gsel_tss, x, cpu;
2166 #if 0 /* JG */
2167         int metadata_missing, off;
2168 #endif
2169         struct mdglobaldata *gd;
2170         u_int64_t msr;
2171
2172         /*
2173          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2174          */
2175         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2176         bzero(gd, sizeof(*gd));
2177
2178         /*
2179          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2180          * early in the boot sequence because the system assumes
2181          * that 'curthread' is never NULL.
2182          */
2183
2184         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2185         thread0.td_gd = &gd->mi;
2186
2187         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2188
2189 #if 0 /* JG */
2190         metadata_missing = 0;
2191         if (bootinfo.bi_modulep) {
2192                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2193                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2194         } else {
2195                 metadata_missing = 1;
2196         }
2197         if (bootinfo.bi_envp)
2198                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2199 #endif
2200
2201         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2202         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2203         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2204         if (kmdp == NULL)
2205                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2206         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2207         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2208 #ifdef DDB
2209         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2210         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2211 #endif
2212
2213         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2214                 bootverbose++;
2215
2216         /*
2217          * Default MachIntrABI to ICU
2218          */
2219         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2220
2221         /*
2222          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2223          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2224          */
2225         ncpus = 1;
2226         ncpus2 = 1;
2227         ncpus_fit = 1;
2228         /* Init basic tunables, hz etc */
2229         init_param1();
2230
2231         /*
2232          * make gdt memory segments
2233          */
2234         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2235                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2236
2237         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2238
2239         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2240                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2241                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2242         }
2243         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2244             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2245
2246         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2247         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2248         lgdt(&r_gdt);
2249
2250         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2251         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2252         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2253
2254         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2255         cpu_gdinit(gd, 0);
2256         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2257         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2258         safepri = TDPRI_MAX;
2259
2260         /* spinlocks and the BGL */
2261         init_locks();
2262
2263         /* exceptions */
2264         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2265                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2266         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2267         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2268         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2269         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2270         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2271         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2272         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2273         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2274         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2275         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2276         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2277         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2278         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2279         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2280         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2281         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2282         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2283         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2284         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2285
2286         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2287                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2288                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2289         }
2290
2291         lidt(&r_idt_arr[0]);
2292
2293         /*
2294          * Initialize the console before we print anything out.
2295          */
2296         cninit();
2297
2298 #if 0 /* JG */
2299         if (metadata_missing)
2300                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2301 #endif
2302
2303 #if     NISA >0
2304         elcr_probe();
2305         isa_defaultirq();
2306 #endif
2307         rand_initialize();
2308
2309         /*
2310          * Initialize IRQ mapping
2311          *
2312          * NOTE:
2313          * SHOULD be after elcr_probe()
2314          */
2315         MachIntrABI_ICU.initmap();
2316         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2317
2318 #ifdef DDB
2319         kdb_init();
2320         if (boothowto & RB_KDB)
2321                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2322 #endif
2323
2324 #if 0 /* JG */
2325         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2326         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2327         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2328 #endif
2329         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2330         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2331
2332         /*
2333          * On modern intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2334          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2335          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2336          *
2337          * On modern amd cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2338          * significant power management in HLT or ACPI (but cpu_idle_hlt=1
2339          * would try to use MWAIT).
2340          *
2341          * On older amd or intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2342          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2343          * longer.
2344          */
2345         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2346             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2347                 cpu_idle_hlt = 1;
2348         }
2349         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
2350             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {  /* Bobcat or later */
2351                 cpu_idle_hlt = 3;
2352         }
2353
2354         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2355         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2356         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2357         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2358
2359         /*
2360          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2361          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2362          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2363          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2364          *
2365          * NOTE:
2366          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2367          * 'cpu_feature2'
2368          */
2369         if (ioapic_enable < 0) {
2370                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2371                         ioapic_enable = 0;
2372                 else
2373                         ioapic_enable = 1;
2374         }
2375
2376         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2377         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2378                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2379                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2380         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2381         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2382
2383         /* double fault stack */
2384         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2385                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2386                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2387
2388         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2389         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2390
2391         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2392         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2393         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2394         ltr(gsel_tss);
2395
2396         /* Set up the fast syscall stuff */
2397         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2398         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2399         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2400         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2401         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2402               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2403         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2404         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2405
2406         getmemsize(kmdp, physfree);
2407         init_param2(physmem);
2408
2409         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2410
2411         /* Map the message buffer. */
2412 #if 0 /* JG */
2413         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2414                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2415 #endif
2416
2417         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2418
2419
2420         /* transfer to user mode */
2421
2422         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2423         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2424         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2425
2426         load_ds(_udatasel);
2427         load_es(_udatasel);
2428         load_fs(_udatasel);
2429
2430         /* setup proc 0's pcb */
2431         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2432         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2433         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2434         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2435
2436         /* Location of kernel stack for locore */
2437         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2442  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2443  * data space were allocated in locore.
2444  *
2445  * Note: the idlethread's cpl is 0
2446  *
2447  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2448  */
2449 void
2450 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2451 {
2452         if (cpu)
2453                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2454
2455         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2456                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2457                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2458                         0, &gd->mi);
2459         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2460         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2461         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2462         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2463 }
2464
2465 /*
2466  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2467  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2468  * checking CPU_prvspace[*].
2469  */
2470 int
2471 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2472 {
2473 #if 0
2474         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2475             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2476                 return (TRUE);
2477         }
2478 #endif
2479         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2480                 return (TRUE);
2481         return (FALSE);
2482 }
2483
2484 struct globaldata *
2485 globaldata_find(int cpu)
2486 {
2487         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2488         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2493  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2494  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2495  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2496  */
2497 int
2498 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2499 {
2500         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2501                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2502         else
2503                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2504         return (0);
2505 }
2506
2507 int
2508 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2509 {
2510         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2511         return (0);
2512 }
2513
2514 int
2515 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2516 {
2517         struct trapframe *tp;
2518
2519         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2520                 return EINVAL;
2521         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2522         return (0);
2523 }
2524
2525 int
2526 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2527 {
2528         struct trapframe *tp;
2529
2530         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2531         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2532             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2533                 return (EINVAL);
2534         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2535         clear_quickret();
2536         return (0);
2537 }
2538
2539 static void
2540 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2541 {
2542         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2543         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2544         int i;
2545
2546         /* FPU control/status */
2547         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2548         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2549         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2550         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2551         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2552         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2553         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2554         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2555
2556         /* FPU registers */
2557         for (i = 0; i < 8; ++i)
2558                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2559 }
2560
2561 static void
2562 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2563 {
2564         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2565         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2566         int i;
2567
2568         /* FPU control/status */
2569         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2570         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2571         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2572         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2573         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2574         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2575         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2576         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2577
2578         /* FPU registers */
2579         for (i = 0; i < 8; ++i)
2580                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2581 }
2582
2583 int
2584 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2585 {
2586         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2587                 return EINVAL;
2588         if (cpu_fxsr) {
2589                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2590                                 (struct save87 *)fpregs);
2591                 return (0);
2592         }
2593         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2594         return (0);
2595 }
2596
2597 int
2598 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2599 {
2600         if (cpu_fxsr) {
2601                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2602                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2603                 return (0);
2604         }
2605         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2606         return (0);
2607 }
2608
2609 int
2610 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2611 {
2612         struct pcb *pcb;
2613
2614         if (lp == NULL) {
2615                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2616                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2617                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2618                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2619                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2620                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2621                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2622                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2623                 return (0);
2624         }
2625         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2626                 return EINVAL;
2627         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2628         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2629         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2630         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2631         dbregs->dr[4] = 0;
2632         dbregs->dr[5] = 0;
2633         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2634         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2635         return (0);
2636 }
2637
2638 int
2639 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2640 {
2641         if (lp == NULL) {
2642                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2643                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2644                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2645                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2646                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2647                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2648                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2649                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2650         } else {
2651                 struct pcb *pcb;
2652                 struct ucred *ucred;
2653                 int i;
2654                 uint64_t mask1, mask2;
2655
2656                 /*
2657                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2658                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2659                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2660                  * TRCTRAP.
2661                  */
2662                 /* JG this loop looks unreadable */
2663                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2664                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2665                  */
2666                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2667                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2668                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2669                  * carried to decide if it is safe and useful to
2670                  * provide access to that capability
2671                  */
2672                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2673                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2674                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2675                                 return (EINVAL);
2676
2677                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2678                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2679
2680                 /*
2681                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2682                  * process's address space.  If a process could do this, it
2683                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2684                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2685                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2686                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2687                  * uid 0.
2688                  *
2689                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2690                  * address space is written into from within the kernel
2691                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2692                  * from within kernel mode?
2693                  */
2694
2695                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2696                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2697                                 /* dr0 is enabled */
2698                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2699                                         return (EINVAL);
2700                         }
2701
2702                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2703                                 /* dr1 is enabled */
2704                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2705                                         return (EINVAL);
2706                         }
2707
2708                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2709                                 /* dr2 is enabled */
2710                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2711                                         return (EINVAL);
2712                         }
2713
2714                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2715                                 /* dr3 is enabled */
2716                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2717                                         return (EINVAL);
2718                         }
2719                 }
2720
2721                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2722                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2723                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2724                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2725                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2726                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2727
2728                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2729         }
2730
2731         return (0);
2732 }
2733
2734 /*
2735  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2736  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2737  */
2738 int
2739 user_dbreg_trap(void)
2740 {
2741         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2742         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2743         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2744         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2745         int i;
2746
2747         dr7 = rdr7();
2748         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2749                 /*
2750                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2751                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2752                  * hardware debug registers
2753                  */
2754                 return 0;
2755         }
2756
2757         nbp = 0;
2758         dr6 = rdr6();
2759         bp = dr6 & 0xf;
2760
2761         if (bp == 0) {
2762                 /*
2763                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2764                  * trap was not caused by any of the debug registers
2765                  */
2766                 return 0;
2767         }
2768
2769         /*
2770          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2771          * which ones and if any of them are user space addresses
2772          */
2773
2774         if (bp & 0x01) {
2775                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2776         }
2777         if (bp & 0x02) {
2778                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2779         }
2780         if (bp & 0x04) {
2781                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2782         }
2783         if (bp & 0x08) {
2784                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2785         }
2786
2787         for (i=0; i<nbp; i++) {
2788                 if (addr[i] <
2789                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2790                         /*
2791                          * addr[i] is in user space
2792                          */
2793                         return nbp;
2794                 }
2795         }
2796
2797         /*
2798          * None of the breakpoints are in user space.
2799          */
2800         return 0;
2801 }
2802
2803
2804 #ifndef DDB
2805 void
2806 Debugger(const char *msg)
2807 {
2808         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2809 }
2810 #endif /* no DDB */
2811
2812 #ifdef DDB
2813
2814 /*
2815  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2816  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2817  * called inside DDB.
2818  *
2819  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2820  */
2821
2822 #undef inb
2823 #undef outb
2824
2825 /* silence compiler warnings */
2826 u_char inb(u_int);
2827 void outb(u_int, u_char);
2828
2829 u_char
2830 inb(u_int port)
2831 {
2832         u_char  data;
2833         /*
2834          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2835          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2836          * if we tell it to load (u_short) port.
2837          */
2838         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2839         return (data);
2840 }
2841
2842 void
2843 outb(u_int port, u_char data)
2844 {
2845         u_char  al;
2846         /*
2847          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2848          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2849          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2850          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2851          */
2852         al = data;
2853         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2854 }
2855
2856 #endif /* DDB */
2857
2858
2859
2860 /*
2861  * initialize all the SMP locks
2862  */
2863
2864 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2865 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2866
2867 /* lock region used by kernel profiling */
2868 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2869
2870 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2871 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2872
2873 /* lock regions around the clock hardware */
2874 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2875
2876 static void
2877 init_locks(void)
2878 {
2879         /*
2880          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2881          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2882          */
2883         cpu_get_initial_mplock();
2884         /* DEPRECATED */
2885         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2886         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2887         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2888         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2889
2890         /* our token pool needs to work early */
2891         lwkt_token_pool_init();
2892 }
2893
2894 boolean_t
2895 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2896 {
2897         int cx_idx, sub;
2898
2899         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2900         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2901                 return FALSE;
2902
2903         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2904         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2905                 return FALSE;
2906
2907         return TRUE;
2908 }
2909
2910 void
2911 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2912 {
2913         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2914 }
2915
2916 void
2917 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2918 {
2919         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2920 }
2921
2922 static int
2923 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2924 {
2925         int old_cx_idx, sub = 0;
2926
2927         if (hint >= 0) {
2928                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2929                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2930         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
2931                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2932         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
2933                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
2934         } else {
2935                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
2936         }
2937
2938         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
2939                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
2940         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
2941                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
2942         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
2943                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
2944         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2945             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
2946                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
2947         else
2948                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
2949
2950         return old_cx_idx;
2951 }
2952
2953 static int
2954 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
2955 {
2956         int cx_idx, sub, hint;
2957         char *ptr, *start;
2958
2959         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
2960                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
2961                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
2962                 goto done;
2963         }
2964         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
2965                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
2966                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
2967                 goto done;
2968         }
2969
2970         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2971                 return -1;
2972         start = &name[1];
2973         ptr = NULL;
2974
2975         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2976         if (ptr == start || *ptr != '/')
2977                 return -1;
2978         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2979                 return -1;
2980
2981         start = ptr + 1;
2982         ptr = NULL;
2983
2984         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2985         if (*ptr != '\0')
2986                 return -1;
2987         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2988                 return -1;
2989
2990         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2991 done:
2992         *hint0 = hint;
2993         return cx_idx;
2994 }
2995
2996 static int
2997 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
2998 {
2999         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3000                 return EOPNOTSUPP;
3001         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3002                 int error;
3003
3004                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3005                 if (error)
3006                         return error;
3007         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3008                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3009         }
3010         return 0;
3011 }
3012
3013 static int
3014 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3015     boolean_t allow_auto)
3016 {
3017         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3018         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3019
3020         hint = *hint0;
3021         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3022             allow_auto);
3023
3024         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3025         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3026                 return error;
3027
3028         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3029                 return EOPNOTSUPP;
3030
3031         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3032         if (cx_idx < 0)
3033                 return EINVAL;
3034
3035         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3036         if (error)
3037                 return error;
3038
3039         *hint0 = hint;
3040         return 0;
3041 }
3042
3043 static int
3044 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3045 {
3046         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3047         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3048
3049         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3050
3051         hint = stat->hint;
3052         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3053
3054         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3055         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3056         if (cx_idx < 0)
3057                 return EINVAL;
3058
3059         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3060         if (error)
3061                 return error;
3062
3063         stat->hint = hint;
3064         return 0;
3065 }
3066
3067 static int
3068 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3069 {
3070         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3071         int error, cx_idx, cpu;
3072         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3073
3074         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3075
3076         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3077         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3078                 return error;
3079
3080         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3081                 return EOPNOTSUPP;
3082
3083         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3084         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3085
3086         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3087         if (cx_idx < 0)
3088                 return EINVAL;
3089
3090         /* Change per-cpu CX configuration */
3091         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3092                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3093                 if (error)
3094                         return error;
3095         }
3096
3097         cpu_mwait_halt_global = hint;
3098         return 0;
3099 }
3100
3101 static int
3102 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3103 {
3104         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3105         int error;
3106
3107         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3108             &stat->hint, TRUE);
3109         return error;
3110 }
3111
3112 static int
3113 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3114 {
3115         int error;
3116
3117         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3118             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3119         return error;
3120 }
3121
3122 /*
3123  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3124  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3125  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3126  *
3127  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3128  */
3129 #if 0
3130 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3131 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3132 #endif
3133
3134 void
3135 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3136 {
3137 #if 0
3138         globaldata_t gd = mycpu;
3139         int cpu = gd->gd_cpuid;
3140         char buf[64];
3141         short *gptr;
3142         int i;
3143
3144         if (cpu <= 20) {
3145                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3146                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3147                 ++gptr;
3148
3149                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3150                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3151                     gd->gd_infomsg);
3152                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3153                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3154                 }
3155         }
3156 #if 0
3157         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3158                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3159                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3160         }
3161         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3162         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3163                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3164                         gd->gd_cpuid);
3165         }
3166         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3167                 int delta;
3168                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3169                         delta = saveticks[i] - ticks;
3170                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3171                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3172                                       gd->gd_cpuid, i);
3173                         }
3174                 }
3175         }
3176 #endif
3177 #endif
3178 }