x86_64: Save mwait hints
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_compat.h"
46 #include "opt_cpu.h"
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_directio.h"
49 #include "opt_inet.h"
50 #include "opt_ipx.h"
51 #include "opt_msgbuf.h"
52 #include "opt_swap.h"
53
54 #include <sys/param.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/sysproto.h>
57 #include <sys/signalvar.h>
58 #include <sys/kernel.h>
59 #include <sys/linker.h>
60 #include <sys/malloc.h>
61 #include <sys/proc.h>
62 #include <sys/priv.h>
63 #include <sys/buf.h>
64 #include <sys/reboot.h>
65 #include <sys/mbuf.h>
66 #include <sys/msgbuf.h>
67 #include <sys/sysent.h>
68 #include <sys/sysctl.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70 #include <sys/bus.h>
71 #include <sys/usched.h>
72 #include <sys/reg.h>
73 #include <sys/sbuf.h>
74 #include <sys/ctype.h>
75 #include <sys/serialize.h>
76 #include <sys/systimer.h>
77
78 #include <vm/vm.h>
79 #include <vm/vm_param.h>
80 #include <sys/lock.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/vm_object.h>
83 #include <vm/vm_page.h>
84 #include <vm/vm_map.h>
85 #include <vm/vm_pager.h>
86 #include <vm/vm_extern.h>
87
88 #include <sys/thread2.h>
89 #include <sys/mplock2.h>
90 #include <sys/mutex2.h>
91
92 #include <sys/user.h>
93 #include <sys/exec.h>
94 #include <sys/cons.h>
95
96 #include <ddb/ddb.h>
97
98 #include <machine/cpu.h>
99 #include <machine/clock.h>
100 #include <machine/specialreg.h>
101 #if JG
102 #include <machine/bootinfo.h>
103 #endif
104 #include <machine/md_var.h>
105 #include <machine/metadata.h>
106 #include <machine/pc/bios.h>
107 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
108 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
109 #include <machine/smp.h>
110 #ifdef PERFMON
111 #include <machine/perfmon.h>
112 #endif
113 #include <machine/cputypes.h>
114 #include <machine/intr_machdep.h>
115
116 #ifdef OLD_BUS_ARCH
117 #include <bus/isa/isa_device.h>
118 #endif
119 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
120 #include <bus/isa/rtc.h>
121 #include <sys/random.h>
122 #include <sys/ptrace.h>
123 #include <machine/sigframe.h>
124
125 #include <sys/machintr.h>
126 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
127 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
128 #include <machine_base/apic/lapic.h>
129 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
130 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
131 #include <machine/mptable.h>
132
133 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
134
135 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
136
137 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
138 extern void identify_cpu(void);
139 #if JG
140 extern void finishidentcpu(void);
141 #endif
142 extern void panicifcpuunsupported(void);
143
144 static void cpu_startup(void *);
145 static void pic_finish(void *);
146 static void cpu_finish(void *);
147
148 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
149 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
150 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
151 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
152 #ifdef DIRECTIO
153 extern void ffs_rawread_setup(void);
154 #endif /* DIRECTIO */
155 static void init_locks(void);
156
157 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
158 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
159 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
160
161 #ifdef DDB
162 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
163 #endif
164
165 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
166
167 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
168 u_long  atdevbase;
169 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
170
171 int cpu_mwait_halt;     /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
172
173 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
174 extern int swtch_optim_stats;
175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
176         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
177 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
178         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
179 #endif
180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
181         CTLFLAG_RW, &cpu_mwait_halt, 0, "");
182
183 #define CPU_MWAIT_C3            3
184 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
185
186 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
187 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
188
189 SYSCTL_NODE(_machdep, 0, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
190 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, 0, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
191
192 struct cpu_mwait_cx {
193         int                     subcnt;
194         char                    name[4];
195         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
196         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
197 };
198 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
199 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
200
201 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
202 static int                      *cpu_mwait_hints;
203
204 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
205 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
206
207 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
208     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
209
210 static struct lwkt_serialize cpu_mwait_cx_slize = LWKT_SERIALIZE_INITIALIZER;
211 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *);
212 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
213 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
214
215 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
216     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
217 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
218     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
219
220 long physmem = 0;
221
222 u_long ebda_addr = 0;
223
224 int imcr_present = 0;
225
226 int naps = 0; /* # of Applications processors */
227
228 u_int base_memory;
229 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
230
231 static int
232 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
233 {
234         u_long pmem = ctob(physmem);
235
236         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
237         return (error);
238 }
239
240 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
241         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
242
243 static int
244 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
245 {
246         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
247                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
248         return (error);
249 }
250
251 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
252         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
253
254 static int
255 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
256 {
257         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
258                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
259         return (error);
260 }
261
262 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
263         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
264
265 vm_paddr_t Maxmem;
266 vm_paddr_t Realmem;
267
268 /*
269  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
270  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
271  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
272  * PHYSSEG entries.
273  */
274 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
275
276 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
277 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
278
279 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
280 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
281 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
282
283 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
284 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
285 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
286 static struct trapframe proc0_tf;
287
288 static void
289 cpu_startup(void *dummy)
290 {
291         caddr_t v;
292         vm_size_t size = 0;
293         vm_offset_t firstaddr;
294
295         /*
296          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
297          */
298         kprintf("%s", version);
299         startrtclock();
300         printcpuinfo();
301         panicifcpuunsupported();
302 #ifdef PERFMON
303         perfmon_init();
304 #endif
305         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
306                 (intmax_t)Realmem,
307                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
308         /*
309          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
310          */
311         if (bootverbose) {
312                 int indx;
313
314                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
315                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
316                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
317
318                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
319                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
320                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
321                                 (intmax_t)size1,
322                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
323                 }
324         }
325
326         /*
327          * Allocate space for system data structures.
328          * The first available kernel virtual address is in "v".
329          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
330          * As pages of memory are allocated and cleared,
331          * "firstaddr" is incremented.
332          * An index into the kernel page table corresponding to the
333          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
334          */
335
336         /*
337          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
338          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
339          * addresses to the various data structures.
340          */
341         firstaddr = 0;
342 again:
343         v = (caddr_t)firstaddr;
344
345 #define valloc(name, type, num) \
346             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
347 #define valloclim(name, type, num, lim) \
348             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
349
350         /*
351          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
352          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
353          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
354          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
355          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
356          * maxbcache bytes.
357          *
358          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
359          */
360         if (nbuf == 0) {
361                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
362                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
363
364                 nbuf = 50;
365                 if (kbytes > 4096)
366                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
367                 if (kbytes > 65536)
368                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
369                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
370                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
371         }
372
373         /*
374          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
375          * kernel_map.
376          */
377         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
378                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
379                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
380                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
381                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
382         }
383
384         /*
385          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
386          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
387          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
388          * can prevent the system from paging properly.
389          */
390         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
391                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
392                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
393         }
394
395         /*
396          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
397          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
398          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
399          */
400         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
401                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
402                        sizeof(struct buf) / 2;
403                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
404                         "considerations", nbuf);
405         }
406
407         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
408 #ifdef NSWBUF_MIN
409         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
410                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
411 #endif
412 #ifdef DIRECTIO
413         ffs_rawread_setup();
414 #endif
415
416         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
417         valloc(buf, struct buf, nbuf);
418
419         /*
420          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
421          */
422         if (firstaddr == 0) {
423                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
424                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
425                 if (firstaddr == 0)
426                         panic("startup: no room for tables");
427                 goto again;
428         }
429
430         /*
431          * End of second pass, addresses have been assigned
432          *
433          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
434          *
435          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
436          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
437          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
438          */
439         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
440                 panic("startup: table size inconsistency");
441
442         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
443                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE) +
444                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
445         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
446                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * BKVASIZE));
447         buffer_map.system_map = 1;
448         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
449                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
450         pager_map.system_map = 1;
451
452 #if defined(USERCONFIG)
453         userconfig();
454         cninit();               /* the preferred console may have changed */
455 #endif
456
457         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
458                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
459                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
460                 1024 / 1024);
461 }
462
463 static void
464 cpu_finish(void *dummy __unused)
465 {
466         int i;
467
468         cpu_setregs();
469
470         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) &&
471             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT)) {
472                 struct sbuf sb;
473                 int hint_idx;
474
475                 sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
476                     sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
477
478                 for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
479                         struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
480                         int sub;
481
482                         ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
483
484                         sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
485                         cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
486                             SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
487                             cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
488                         if (cx->sysctl_tree == NULL)
489                                 continue;
490
491                         cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
492                         SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
493                             SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
494                             "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
495                             "sub-state count");
496
497                         for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
498                                 sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
499                 }
500                 sbuf_trim(&sb);
501                 sbuf_finish(&sb);
502
503                 /*
504                  * Non-deep C-states
505                  */
506                 for (i = 0; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
507                         cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
508                 cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
509                     M_DEVBUF, M_WAITOK);
510
511                 hint_idx = 0;
512                 for (i = 0; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
513                         int j, subcnt;
514
515                         subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
516                         for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
517                                 KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
518                                     ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
519                                 cpu_mwait_hints[hint_idx] =
520                                     MWAIT_EAX_HINT(i, j);
521                                 ++hint_idx;
522                         }
523                 }
524                 KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
525                     ("mwait hint count %d != index %d",
526                      cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
527
528                 if (bootverbose) {
529                         kprintf("MWAIT hints:\n");
530                         for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
531                                 int hint = cpu_mwait_hints[i];
532
533                                 kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
534                                     MWAIT_EAX_TO_CX(hint),
535                                     MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint), hint);
536                         }
537                 }
538
539                 /*
540                  * Deep C-states
541                  */
542                 for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
543                         cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
544                 cpu_mwait_deep_hints =
545                     kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
546                     M_DEVBUF, M_WAITOK);
547
548                 hint_idx = 0;
549                 for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
550                         int j, subcnt;
551
552                         subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
553                         for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
554                                 KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
555                                     ("invalid mwait deep hint index %d",
556                                      hint_idx));
557                                 cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] =
558                                     MWAIT_EAX_HINT(i, j);
559                                 ++hint_idx;
560                         }
561                 }
562                 KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
563                     ("mwait deep hint count %d != index %d",
564                      cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
565
566                 if (bootverbose) {
567                         kprintf("MWAIT deep hints:\n");
568                         for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
569                                 int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
570
571                                 kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
572                                     MWAIT_EAX_TO_CX(hint),
573                                     MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint), hint);
574                         }
575                 }
576         }
577 }
578
579 static void
580 pic_finish(void *dummy __unused)
581 {
582         /* Log ELCR information */
583         elcr_dump();
584
585         /* Log MPTABLE information */
586         mptable_pci_int_dump();
587
588         /* Finalize PCI */
589         MachIntrABI.finalize();
590 }
591
592 /*
593  * Send an interrupt to process.
594  *
595  * Stack is set up to allow sigcode stored
596  * at top to call routine, followed by kcall
597  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
598  * resets the signal mask, the stack, and the
599  * frame pointer, it returns to the user
600  * specified pc, psl.
601  */
602 void
603 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
604 {
605         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
606         struct proc *p = lp->lwp_proc;
607         struct trapframe *regs;
608         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
609         struct sigframe sf, *sfp;
610         int oonstack;
611         char *sp;
612
613         regs = lp->lwp_md.md_regs;
614         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
615
616         /* Save user context */
617         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
618         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
619         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
620         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
621         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
622         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
623
624         /* Make the size of the saved context visible to userland */
625         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
626
627         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
628         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
629             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
630                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
631                               sizeof(struct sigframe));
632                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
633         } else {
634                 /* We take red zone into account */
635                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
636         }
637
638         /*
639          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
640          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
641          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
642          * kernel is ok.
643          *
644          * The problem though is if userland winds up trying to use the
645          * context directly.
646          */
647         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
648
649         /* Translate the signal is appropriate */
650         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
651                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
652                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
653         }
654
655         /*
656          * Build the argument list for the signal handler.
657          *
658          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
659          */
660         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
661         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
662
663         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
664                 /*
665                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
666                  *
667                  * action(signo, siginfo, ucontext)
668                  */
669                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
670                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
671                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
672
673                 /* fill siginfo structure */
674                 sf.sf_si.si_signo = sig;
675                 sf.sf_si.si_code = code;
676                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
677         } else {
678                 /*
679                  * Old FreeBSD-style arguments.
680                  *
681                  * handler (signo, code, [uc], addr)
682                  */
683                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
684                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
685                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
686         }
687
688         /*
689          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
690          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
691          * eflags.
692          */
693 #if JG
694         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
695                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
696                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
697
698                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
699                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
700                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
701                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
702
703                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
704                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
705                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
706                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
707
708                 /*
709                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
710                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
711                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
712                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
713                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
714                  */
715                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
716         }
717 #endif
718
719         /*
720          * Save the FPU state and reinit the FP unit
721          */
722         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
723
724         /*
725          * Copy the sigframe out to the user's stack.
726          */
727         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
728                 /*
729                  * Something is wrong with the stack pointer.
730                  * ...Kill the process.
731                  */
732                 sigexit(lp, SIGILL);
733         }
734
735         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
736         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
737
738         /*
739          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
740          * on function entry
741          */
742         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
743
744         /*
745          * 64 bit mode has a code and stack selector but
746          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
747          * stored in-context.
748          */
749         regs->tf_cs = _ucodesel;
750         regs->tf_ss = _udatasel;
751         clear_quickret();
752 }
753
754 /*
755  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
756  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
757  * issue.
758  *
759  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
760  * bad idea?
761  */
762 int
763 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
764 {
765         frame->tf_cs = _ucodesel;
766         frame->tf_ss = _udatasel;
767         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
768         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
769         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
770
771         return(0);
772 }
773
774 /*
775  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
776  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
777  */
778 int
779 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
780 {
781         return(0);
782 }
783
784 /*
785  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
786  *
787  * System call to cleanup state after a signal
788  * has been taken.  Reset signal mask and
789  * stack state from context left by sendsig (above).
790  * Return to previous pc and psl as specified by
791  * context left by sendsig. Check carefully to
792  * make sure that the user has not modified the
793  * state to gain improper privileges.
794  *
795  * MPSAFE
796  */
797 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
798 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
799
800 int
801 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
802 {
803         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
804         struct trapframe *regs;
805         ucontext_t uc;
806         ucontext_t *ucp;
807         register_t rflags;
808         int cs;
809         int error;
810
811         /*
812          * We have to copy the information into kernel space so userland
813          * can't modify it while we are sniffing it.
814          */
815         regs = lp->lwp_md.md_regs;
816         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
817         if (error)
818                 return (error);
819         ucp = &uc;
820         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
821
822         /* VM (8086) mode not supported */
823         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
824
825 #if JG
826         if (eflags & PSL_VM) {
827                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
828                 struct vm86_kernel *vm86;
829
830                 /*
831                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
832                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
833                  */
834                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
835                         return (EINVAL);
836                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
837                 if (vm86->vm86_inited == 0)
838                         return (EINVAL);
839
840                 /* go back to user mode if both flags are set */
841                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
842                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
843
844                 if (vm86->vm86_has_vme) {
845                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
846                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
847                 } else {
848                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
849                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
850                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
851                 }
852                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
853                 tf->tf_eflags = eflags;
854                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
855                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
856                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
857                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
858                 tf->tf_ds = _udatasel;
859                 tf->tf_es = _udatasel;
860                 tf->tf_fs = _udatasel;
861                 tf->tf_gs = _udatasel;
862         } else
863 #endif
864         {
865                 /*
866                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
867                  */
868                 /*
869                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
870                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
871                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
872                  * the signal context during signal handling and there is no
873                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
874                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
875                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
876                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
877                  */
878                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
879                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
880                         return(EINVAL);
881                 }
882
883                 /*
884                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
885                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
886                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
887                  */
888                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
889                 if (!CS_SECURE(cs)) {
890                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
891                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
892                         return(EINVAL);
893                 }
894                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
895         }
896
897         /*
898          * Restore the FPU state from the frame
899          */
900         crit_enter();
901         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
902
903         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
904                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
905         else
906                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
907
908         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
909         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
910         clear_quickret();
911         crit_exit();
912         return(EJUSTRETURN);
913 }
914
915 /*
916  * Machine dependent boot() routine
917  *
918  * I haven't seen anything to put here yet
919  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
920  */
921 void
922 cpu_boot(int howto)
923 {
924 }
925
926 /*
927  * Shutdown the CPU as much as possible
928  */
929 void
930 cpu_halt(void)
931 {
932         for (;;)
933                 __asm__ __volatile("hlt");
934 }
935
936 /*
937  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
938  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
939  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
940  *
941  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
942  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
943  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
944  * critical section.
945  *
946  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
947  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
948  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
949  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
950  *
951  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
952  *       must occur before it starts using ACPI halt.
953  */
954 static int      cpu_idle_hlt = 2;
955 static int      cpu_idle_hltcnt;
956 static int      cpu_idle_spincnt;
957 static u_int    cpu_idle_repeat = 750;
958 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
959     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
960 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
961     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
962 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
963     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
964 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
965     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
966
967 static void
968 cpu_idle_default_hook(void)
969 {
970         /*
971          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
972          * following the sti.
973          */
974         __asm __volatile("sti; hlt");
975 }
976
977 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
978 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
979
980 static __inline int
981 cpu_mwait_cx_hint(struct globaldata *gd)
982 {
983         if (cpu_mwait_halt >= 0)
984                 return cpu_mwait_halt;
985         panic("not supported yet");
986 }
987
988 void
989 cpu_idle(void)
990 {
991         globaldata_t gd = mycpu;
992         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
993         int reqflags;
994         int quick;
995
996         crit_exit();
997         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
998         for (;;) {
999                 /*
1000                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1001                  */
1002                 lwkt_switch();
1003
1004                 /*
1005                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1006                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1007                  * splz() does the job.
1008                  *
1009                  * cpu_idle_hlt:
1010                  *      0       Never halt, just spin
1011                  *
1012                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
1013                  *              This typically eats more power than the
1014                  *              ACPI halt.
1015                  *
1016                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1017                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1018                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1019                  *
1020                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1021                  *              eats the least amount of power but the cpu
1022                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1023                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1024                  *
1025                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1026                  *       section.
1027                  *
1028                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1029                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1030                  *       it overflows.
1031                  */
1032                 ++gd->gd_idle_repeat;
1033                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1034                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1035                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
1036                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1037
1038                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1039                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1040                         splz(); /* XXX */
1041                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1042                             cpu_mwait_cx_hint(gd), 0);
1043                         ++cpu_idle_hltcnt;
1044                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1045                         __asm __volatile("cli");
1046                         splz();
1047                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1048                                 if (quick)
1049                                         cpu_idle_default_hook();
1050                                 else
1051                                         cpu_idle_hook();
1052                         }
1053                         __asm __volatile("sti");
1054                         ++cpu_idle_hltcnt;
1055                 } else {
1056                         splz();
1057                         __asm __volatile("sti");
1058                         ++cpu_idle_spincnt;
1059                 }
1060         }
1061 }
1062
1063 /*
1064  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1065  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1066  * we let it spin.
1067  */
1068 void
1069 cpu_spinlock_contested(void)
1070 {
1071         cpu_pause();
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Clear registers on exec
1076  */
1077 void
1078 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1079 {
1080         struct thread *td = curthread;
1081         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1082         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1083         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1084
1085         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1086         user_ldt_free(pcb);
1087   
1088         clear_quickret();
1089         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1090         regs->tf_rip = entry;
1091         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1092         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1093         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1094         regs->tf_ss = _udatasel;
1095         regs->tf_cs = _ucodesel;
1096         regs->tf_rbx = ps_strings;
1097
1098         /*
1099          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1100          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1101          */
1102         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1103                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1104                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1105                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1106                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1107                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1108                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1109                 if (pcb == td->td_pcb) {
1110                         /*
1111                          * Clear the debug registers on the running
1112                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1113                          * the next process we switch to.
1114                          */
1115                         reset_dbregs();
1116                 }
1117                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1118         }
1119
1120         /*
1121          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1122          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1123          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1124          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1125          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1126          */
1127         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1128
1129         /*
1130          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1131          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1132          *       may panic in npxdna().
1133          */
1134         crit_enter();
1135         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1136
1137         /*
1138          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1139          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1140          *       code knows what the current MSR values are.
1141          */
1142         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1143         pcb->pcb_gsbase = 0;
1144         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1145         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1146         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1147         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1148
1149         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1150         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
1151         crit_exit();
1152
1153         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1154         pcb->pcb_es = _udatasel;
1155         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1156         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1157 }
1158
1159 void
1160 cpu_setregs(void)
1161 {
1162         register_t cr0;
1163
1164         cr0 = rcr0();
1165         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1166         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1167         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1168         load_cr0(cr0);
1169         load_gs(_udatasel);
1170 }
1171
1172 static int
1173 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1174 {
1175         int error;
1176         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1177                 req);
1178         if (!error && req->newptr)
1179                 resettodr();
1180         return (error);
1181 }
1182
1183 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1184         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1185
1186 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1187         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1188
1189 #if JG
1190 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1191         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1192 #endif
1193
1194 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1195         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1196
1197 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1198 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1199         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1200
1201 /*
1202  * Initialize 386 and configure to run kernel
1203  */
1204
1205 /*
1206  * Initialize segments & interrupt table
1207  */
1208
1209 int _default_ldt;
1210 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1211 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1212 #if JG
1213 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1214 #endif
1215
1216 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1217 struct region_descriptor r_gdt;
1218 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1219
1220 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1221 void *proc0paddr;
1222 /* JG alignment? */
1223 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1224
1225
1226 /* software prototypes -- in more palatable form */
1227 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1228 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1229 {       0x0,                    /* segment base address  */
1230         0x0,                    /* length */
1231         0,                      /* segment type */
1232         0,                      /* segment descriptor priority level */
1233         0,                      /* segment descriptor present */
1234         0,                      /* long */
1235         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1236         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1237 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1238 {       0x0,                    /* segment base address  */
1239         0xfffff,                /* length - all address space */
1240         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1241         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1242         1,                      /* segment descriptor present */
1243         1,                      /* long */
1244         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1245         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1246 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1247 {       0x0,                    /* segment base address  */
1248         0xfffff,                /* length - all address space */
1249         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1250         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1251         1,                      /* segment descriptor present */
1252         1,                      /* long */
1253         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1254         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1255 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1256 {       0x0,                    /* segment base address  */
1257         0xfffff,                /* length - all address space */
1258         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1259         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1260         1,                      /* segment descriptor present */
1261         0,                      /* long */
1262         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1263         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1264 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1265 {       0x0,                    /* segment base address  */
1266         0xfffff,                /* length - all address space */
1267         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1268         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1269         1,                      /* segment descriptor present */
1270         0,                      /* long */
1271         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1272         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1273 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1274 {       0x0,                    /* segment base address  */
1275         0xfffff,                /* length - all address space */
1276         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1277         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1278         1,                      /* segment descriptor present */
1279         1,                      /* long */
1280         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1281         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1282 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1283 {
1284         0x0,                    /* segment base address */
1285         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1286         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1287         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1288         1,                      /* segment descriptor present */
1289         0,                      /* long */
1290         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1291         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1292 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1293 {       0x0,                    /* segment base address  */
1294         0x0,                    /* length */
1295         0,                      /* segment type */
1296         0,                      /* segment descriptor priority level */
1297         0,                      /* segment descriptor present */
1298         0,                      /* long */
1299         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1300         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1301 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1302 {       0x0,                    /* segment base address  */
1303         0xfffff,                /* length - all address space */
1304         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1305         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1306         1,                      /* segment descriptor present */
1307         0,                      /* long */
1308         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1309         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1310 };
1311
1312 void
1313 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1314 {
1315         int cpu;
1316
1317         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1318                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1319
1320                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1321                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1322                 ip->gd_ist = ist;
1323                 ip->gd_xx = 0;
1324                 ip->gd_type = typ;
1325                 ip->gd_dpl = dpl;
1326                 ip->gd_p = 1;
1327                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1328         }
1329 }
1330
1331 void
1332 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1333 {
1334         struct gate_descriptor *ip;
1335
1336         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1337
1338         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1339         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1340         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1341         ip->gd_ist = ist;
1342         ip->gd_xx = 0;
1343         ip->gd_type = typ;
1344         ip->gd_dpl = dpl;
1345         ip->gd_p = 1;
1346         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1347 }
1348
1349 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1350
1351 extern inthand_t
1352         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1353         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1354         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1355         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1356         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1357         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1358
1359 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1360 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1361 #endif
1362
1363 void
1364 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1365 {
1366         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1367         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1368         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1369         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1370         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1371         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1372         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1373 }
1374
1375 void
1376 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1377 {
1378
1379         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1380         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1381         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1382         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1383         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1384         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1385         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1386         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1387         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1388         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1389 }
1390
1391 void
1392 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1393     struct system_segment_descriptor *sd)
1394 {
1395
1396         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1397         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1398         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1399         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1400         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1401         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1402         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1403         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1408  * available physical memory in the system, then test this memory and
1409  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1410  *
1411  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1412  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1413  *
1414  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1415  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1416  *
1417  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1418  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1419  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1420  *
1421  * XXX first should be vm_paddr_t.
1422  */
1423
1424 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1425 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1426
1427 static void
1428 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1429 {
1430         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1431         int i, j;
1432         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1433         vm_paddr_t pa;
1434         vm_paddr_t msgbuf_size;
1435         u_long physmem_tunable;
1436         pt_entry_t *pte;
1437         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1438         u_int32_t smapsize;
1439         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1440
1441         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1442         physmap_idx = 0;
1443
1444         /*
1445          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1446          *
1447          * subr_module.c says:
1448          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1449          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1450          */
1451         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1452             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1453         if (smapbase == NULL)
1454                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1455
1456         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1457         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1458
1459         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1460                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1461                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1462                             smap->type, smap->base, smap->length);
1463
1464                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1465                         continue;
1466
1467                 if (smap->length == 0)
1468                         continue;
1469
1470                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1471                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1472                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1473                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1474                                                 "memory region, ignoring "
1475                                                 "second region\n");
1476                                 }
1477                                 break;
1478                         }
1479                 }
1480                 if (i <= physmap_idx)
1481                         continue;
1482
1483                 Realmem += smap->length;
1484
1485                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1486                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1487                         continue;
1488                 }
1489
1490                 physmap_idx += 2;
1491                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1492                         kprintf("Too many segments in the physical "
1493                                 "address map, giving up\n");
1494                         break;
1495                 }
1496                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1497                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1498         }
1499
1500         base_memory = physmap[1] / 1024;
1501         /* make hole for AP bootstrap code */
1502         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1503
1504         /* Save EBDA address, if any */
1505         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1506         ebda_addr <<= 4;
1507
1508         /*
1509          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1510          * highest page of the physical address space.  It should be
1511          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1512          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1513          */
1514         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1515
1516 #ifdef MAXMEM
1517         Maxmem = MAXMEM / 4;
1518 #endif
1519
1520         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1521                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1522
1523         /*
1524          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1525          * in the system.
1526          */
1527         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1528                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1529
1530         /*
1531          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1532          */
1533         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1534                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1535                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1536         }
1537
1538         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1539             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1540                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1541         }
1542
1543         /*
1544          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1545          *
1546          * Mask off page 0.
1547          */
1548         pmap_bootstrap(&first);
1549         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1550
1551         /*
1552          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1553          * exceeding Maxmem.
1554          */
1555         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1556                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1557                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1558                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1559                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1560                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1561
1562                 physmap[j] = physmap[i];
1563                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1564
1565                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1566                         j += 2;
1567         }
1568         physmap_idx = j - 2;
1569
1570         /*
1571          * Align anything else used in the validation loop.
1572          */
1573         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1574
1575         /*
1576          * Size up each available chunk of physical memory.
1577          */
1578         pa_indx = 0;
1579         da_indx = 1;
1580         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1581         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1582         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1583         pte = CMAP1;
1584
1585         /*
1586          * Get dcons buffer address
1587          */
1588         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1589             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1590                 dcons_addr = 0;
1591
1592         /*
1593          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1594          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1595          * of PAGE_SIZE.
1596          */
1597         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1598                 vm_paddr_t end;
1599
1600                 end = physmap[i + 1];
1601
1602                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1603                         int tmp, page_bad, full;
1604                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1605
1606                         full = FALSE;
1607                         /*
1608                          * block out kernel memory as not available.
1609                          */
1610                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1611                                 goto do_dump_avail;
1612
1613                         /*
1614                          * block out dcons buffer
1615                          */
1616                         if (dcons_addr > 0
1617                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1618                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1619                                 goto do_dump_avail;
1620                         }
1621
1622                         page_bad = FALSE;
1623
1624                         /*
1625                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1626                          */
1627                         *pte = pa |
1628                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
1629                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
1630                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
1631                         cpu_invltlb();
1632
1633                         tmp = *ptr;
1634                         /*
1635                          * Test for alternating 1's and 0's
1636                          */
1637                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1638                         cpu_mfence();
1639                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1640                                 page_bad = TRUE;
1641                         /*
1642                          * Test for alternating 0's and 1's
1643                          */
1644                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1645                         cpu_mfence();
1646                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1647                                 page_bad = TRUE;
1648                         /*
1649                          * Test for all 1's
1650                          */
1651                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1652                         cpu_mfence();
1653                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1654                                 page_bad = TRUE;
1655                         /*
1656                          * Test for all 0's
1657                          */
1658                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1659                         cpu_mfence();
1660                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1661                                 page_bad = TRUE;
1662                         /*
1663                          * Restore original value.
1664                          */
1665                         *ptr = tmp;
1666
1667                         /*
1668                          * Adjust array of valid/good pages.
1669                          */
1670                         if (page_bad == TRUE)
1671                                 continue;
1672                         /*
1673                          * If this good page is a continuation of the
1674                          * previous set of good pages, then just increase
1675                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1676                          * Note that "end" points one higher than end,
1677                          * making the range >= start and < end.
1678                          * If we're also doing a speculative memory
1679                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1680                          * so that we keep going. The first bad page
1681                          * will terminate the loop.
1682                          */
1683                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1684                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1685                         } else {
1686                                 pa_indx++;
1687                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1688                                         kprintf(
1689                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1690                                         pa_indx--;
1691                                         full = TRUE;
1692                                         goto do_dump_avail;
1693                                 }
1694                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1695                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1696                         }
1697                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1698 do_dump_avail:
1699                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1700                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1701                         } else {
1702                                 da_indx++;
1703                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1704                                         da_indx--;
1705                                         goto do_next;
1706                                 }
1707                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1708                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1709                         }
1710 do_next:
1711                         if (full)
1712                                 break;
1713                 }
1714         }
1715         *pte = 0;
1716         cpu_invltlb();
1717
1718         /*
1719          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1720          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1721          * calculation, etc.).
1722          */
1723         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1724
1725         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1726                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1727                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1728                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1729                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1730         }
1731
1732         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1733
1734         /* Trim off space for the message buffer. */
1735         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1736
1737         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1738
1739         /* Map the message buffer. */
1740         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1741                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1742                             phys_avail[pa_indx] + off);
1743         }
1744 }
1745
1746 struct machintr_abi MachIntrABI;
1747
1748 /*
1749  * IDT VECTORS:
1750  *      0       Divide by zero
1751  *      1       Debug
1752  *      2       NMI
1753  *      3       BreakPoint
1754  *      4       OverFlow
1755  *      5       Bound-Range
1756  *      6       Invalid OpCode
1757  *      7       Device Not Available (x87)
1758  *      8       Double-Fault
1759  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1760  *      10      Invalid-TSS
1761  *      11      Segment not present
1762  *      12      Stack
1763  *      13      General Protection
1764  *      14      Page Fault
1765  *      15      Reserved
1766  *      16      x87 FP Exception pending
1767  *      17      Alignment Check
1768  *      18      Machine Check
1769  *      19      SIMD floating point
1770  *      20-31   reserved
1771  *      32-255  INTn/external sources
1772  */
1773 u_int64_t
1774 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1775 {
1776         caddr_t kmdp;
1777         int gsel_tss, x, cpu;
1778 #if JG
1779         int metadata_missing, off;
1780 #endif
1781         struct mdglobaldata *gd;
1782         u_int64_t msr;
1783
1784         /*
1785          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1786          */
1787         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1788         bzero(gd, sizeof(*gd));
1789
1790         /*
1791          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1792          * early in the boot sequence because the system assumes
1793          * that 'curthread' is never NULL.
1794          */
1795
1796         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1797         thread0.td_gd = &gd->mi;
1798
1799         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1800
1801 #if JG
1802         metadata_missing = 0;
1803         if (bootinfo.bi_modulep) {
1804                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1805                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1806         } else {
1807                 metadata_missing = 1;
1808         }
1809         if (bootinfo.bi_envp)
1810                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1811 #endif
1812
1813         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1814         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1815         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1816         if (kmdp == NULL)
1817                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1818         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1819         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1820 #ifdef DDB
1821         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1822         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1823 #endif
1824
1825         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1826                 bootverbose++;
1827
1828         /*
1829          * Default MachIntrABI to ICU
1830          */
1831         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1832
1833         /*
1834          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1835          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1836          */
1837         ncpus = 1;
1838         ncpus2 = 1;
1839         ncpus_fit = 1;
1840         /* Init basic tunables, hz etc */
1841         init_param1();
1842
1843         /*
1844          * make gdt memory segments
1845          */
1846         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1847                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1848
1849         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1850
1851         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1852                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1853                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1854         }
1855         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1856             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1857
1858         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1859         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1860         lgdt(&r_gdt);
1861
1862         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1863         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1864         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1865
1866         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1867         cpu_gdinit(gd, 0);
1868         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1869         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1870         safepri = TDPRI_MAX;
1871
1872         /* spinlocks and the BGL */
1873         init_locks();
1874
1875         /* exceptions */
1876         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1877                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1878         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1879         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1880         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1881         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1882         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1883         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1884         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1885         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1886         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1887         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1888         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1889         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1890         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1891         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1892         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1893         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1894         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1895         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1896         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1897
1898         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1899                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
1900                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
1901         }
1902
1903         lidt(&r_idt_arr[0]);
1904
1905         /*
1906          * Initialize the console before we print anything out.
1907          */
1908         cninit();
1909
1910 #if JG
1911         if (metadata_missing)
1912                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1913 #endif
1914
1915 #if     NISA >0
1916         elcr_probe();
1917         isa_defaultirq();
1918 #endif
1919         rand_initialize();
1920
1921         /*
1922          * Initialize IRQ mapping
1923          *
1924          * NOTE:
1925          * SHOULD be after elcr_probe()
1926          */
1927         MachIntrABI_ICU.initmap();
1928         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1929
1930 #ifdef DDB
1931         kdb_init();
1932         if (boothowto & RB_KDB)
1933                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1934 #endif
1935
1936 #if JG
1937         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1938         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1939         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1940 #endif
1941         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1942         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
1943
1944         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1945         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1946         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1947
1948         /*
1949          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
1950          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
1951          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
1952          * disable I/O APIC on all virtual machines.
1953          *
1954          * NOTE:
1955          * This must be done after identify_cpu(), which sets
1956          * 'cpu_feature2'
1957          */
1958         if (ioapic_enable < 0) {
1959                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
1960                         ioapic_enable = 0;
1961                 else
1962                         ioapic_enable = 1;
1963         }
1964
1965         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1966         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1967                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1968                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1969         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1970         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1971
1972         /* double fault stack */
1973         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1974                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1975                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1976
1977         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1978         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1979
1980         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1981         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1982         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1983         ltr(gsel_tss);
1984
1985         /* Set up the fast syscall stuff */
1986         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1987         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1988         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1989         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1990         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1991               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1992         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1993         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
1994
1995         getmemsize(kmdp, physfree);
1996         init_param2(physmem);
1997
1998         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1999
2000         /* Map the message buffer. */
2001 #if JG
2002         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2003                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2004 #endif
2005
2006         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2007
2008
2009         /* transfer to user mode */
2010
2011         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2012         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2013         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2014
2015         load_ds(_udatasel);
2016         load_es(_udatasel);
2017         load_fs(_udatasel);
2018
2019         /* setup proc 0's pcb */
2020         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2021         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2022         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2023         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2024
2025         /* Location of kernel stack for locore */
2026         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2031  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2032  * data space were allocated in locore.
2033  *
2034  * Note: the idlethread's cpl is 0
2035  *
2036  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2037  */
2038 void
2039 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2040 {
2041         if (cpu)
2042                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2043
2044         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
2045                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
2046                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
2047                         0, &gd->mi);
2048         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2049         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2050         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2051         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2052 }
2053
2054 int
2055 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2056 {
2057         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2058             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2059                 return (TRUE);
2060         }
2061         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2062                 return (TRUE);
2063         return (FALSE);
2064 }
2065
2066 struct globaldata *
2067 globaldata_find(int cpu)
2068 {
2069         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2070         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2071 }
2072
2073 int
2074 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2075 {
2076         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
2077         return (0);
2078 }
2079
2080 int
2081 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2082 {
2083         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2084         return (0);
2085 }
2086
2087 int
2088 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2089 {
2090         struct trapframe *tp;
2091
2092         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2093                 return EINVAL;
2094         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2095         return (0);
2096 }
2097
2098 int
2099 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2100 {
2101         struct trapframe *tp;
2102
2103         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2104         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2105             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2106                 return (EINVAL);
2107         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2108         clear_quickret();
2109         return (0);
2110 }
2111
2112 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2113 static void
2114 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2115 {
2116         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2117         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2118         int i;
2119
2120         /* FPU control/status */
2121         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2122         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2123         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2124         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2125         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2126         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2127         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2128         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2129
2130         /* FPU registers */
2131         for (i = 0; i < 8; ++i)
2132                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2133 }
2134
2135 static void
2136 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2137 {
2138         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2139         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2140         int i;
2141
2142         /* FPU control/status */
2143         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2144         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2145         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2146         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2147         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2148         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2149         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2150         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2151
2152         /* FPU registers */
2153         for (i = 0; i < 8; ++i)
2154                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2155 }
2156 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2157
2158 int
2159 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2160 {
2161         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2162                 return EINVAL;
2163 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2164         if (cpu_fxsr) {
2165                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2166                                 (struct save87 *)fpregs);
2167                 return (0);
2168         }
2169 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2170         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2171         return (0);
2172 }
2173
2174 int
2175 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2176 {
2177 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2178         if (cpu_fxsr) {
2179                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2180                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2181                 return (0);
2182         }
2183 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2184         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2185         return (0);
2186 }
2187
2188 int
2189 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2190 {
2191         struct pcb *pcb;
2192
2193         if (lp == NULL) {
2194                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2195                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2196                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2197                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2198                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2199                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2200                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2201                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2202                 return (0);
2203         }
2204         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2205                 return EINVAL;
2206         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2207         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2208         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2209         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2210         dbregs->dr[4] = 0;
2211         dbregs->dr[5] = 0;
2212         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2213         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2214         return (0);
2215 }
2216
2217 int
2218 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2219 {
2220         if (lp == NULL) {
2221                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2222                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2223                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2224                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2225                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2226                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2227                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2228                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2229         } else {
2230                 struct pcb *pcb;
2231                 struct ucred *ucred;
2232                 int i;
2233                 uint64_t mask1, mask2;
2234
2235                 /*
2236                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2237                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2238                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2239                  * TRCTRAP.
2240                  */
2241                 /* JG this loop looks unreadable */
2242                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2243                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2244                  */
2245                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2246                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2247                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2248                  * carried to decide if it is safe and useful to
2249                  * provide access to that capability
2250                  */
2251                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2252                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2253                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2254                                 return (EINVAL);
2255                 
2256                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2257                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2258
2259                 /*
2260                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2261                  * process's address space.  If a process could do this, it
2262                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2263                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2264                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2265                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2266                  * uid 0.
2267                  *
2268                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2269                  * address space is written into from within the kernel
2270                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2271                  * from within kernel mode?
2272                  */
2273
2274                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2275                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2276                                 /* dr0 is enabled */
2277                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2278                                         return (EINVAL);
2279                         }
2280
2281                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2282                                 /* dr1 is enabled */
2283                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2284                                         return (EINVAL);
2285                         }
2286
2287                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2288                                 /* dr2 is enabled */
2289                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2290                                         return (EINVAL);
2291                         }
2292
2293                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2294                                 /* dr3 is enabled */
2295                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2296                                         return (EINVAL);
2297                         }
2298                 }
2299
2300                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2301                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2302                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2303                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2304                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2305                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2306
2307                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2308         }
2309
2310         return (0);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2315  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2316  */
2317 int
2318 user_dbreg_trap(void)
2319 {
2320         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2321         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2322         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2323         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2324         int i;
2325         
2326         dr7 = rdr7();
2327         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2328                 /*
2329                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2330                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2331                  * hardware debug registers
2332                  */
2333                 return 0;
2334         }
2335
2336         nbp = 0;
2337         dr6 = rdr6();
2338         bp = dr6 & 0xf;
2339
2340         if (bp == 0) {
2341                 /*
2342                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2343                  * trap was not caused by any of the debug registers
2344                  */
2345                 return 0;
2346         }
2347
2348         /*
2349          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2350          * which ones and if any of them are user space addresses
2351          */
2352
2353         if (bp & 0x01) {
2354                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2355         }
2356         if (bp & 0x02) {
2357                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2358         }
2359         if (bp & 0x04) {
2360                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2361         }
2362         if (bp & 0x08) {
2363                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2364         }
2365
2366         for (i=0; i<nbp; i++) {
2367                 if (addr[i] <
2368                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2369                         /*
2370                          * addr[i] is in user space
2371                          */
2372                         return nbp;
2373                 }
2374         }
2375
2376         /*
2377          * None of the breakpoints are in user space.
2378          */
2379         return 0;
2380 }
2381
2382
2383 #ifndef DDB
2384 void
2385 Debugger(const char *msg)
2386 {
2387         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2388 }
2389 #endif /* no DDB */
2390
2391 #ifdef DDB
2392
2393 /*
2394  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2395  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2396  * called inside DDB.
2397  *
2398  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2399  */
2400
2401 #undef inb
2402 #undef outb
2403
2404 /* silence compiler warnings */
2405 u_char inb(u_int);
2406 void outb(u_int, u_char);
2407
2408 u_char
2409 inb(u_int port)
2410 {
2411         u_char  data;
2412         /*
2413          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2414          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2415          * if we tell it to load (u_short) port.
2416          */
2417         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2418         return (data);
2419 }
2420
2421 void
2422 outb(u_int port, u_char data)
2423 {
2424         u_char  al;
2425         /*
2426          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2427          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2428          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2429          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2430          */
2431         al = data;
2432         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2433 }
2434
2435 #endif /* DDB */
2436
2437
2438
2439 /*
2440  * initialize all the SMP locks
2441  */
2442
2443 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2444 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2445
2446 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2447 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2448
2449 /* critical region around INTR() routines */
2450 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2451
2452 /* lock region used by kernel profiling */
2453 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2454
2455 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2456 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2457
2458 /* lock regions around the clock hardware */
2459 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2460
2461 static void
2462 init_locks(void)
2463 {
2464         /*
2465          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2466          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2467          */
2468         cpu_get_initial_mplock();
2469         /* DEPRECATED */
2470         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2471         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2472         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2473         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2474         spin_lock_init(&com_spinlock);
2475         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2476
2477         /* our token pool needs to work early */
2478         lwkt_token_pool_init();
2479 }
2480
2481 boolean_t
2482 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2483 {
2484         int cx_idx, sub;
2485
2486         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2487         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2488                 return FALSE;
2489
2490         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2491         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2492                 return FALSE;
2493
2494         return TRUE;
2495 }
2496
2497 static int
2498 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0)
2499 {
2500         int error, cx_idx, sub, hint, new_hint;
2501         char name[16], *ptr, *start;
2502
2503         hint = *hint0;
2504         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2505         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2506
2507         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2508             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2509                 strlcpy(name, "NONE", sizeof(name));
2510         else if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
2511             sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2512                 strlcpy(name, "INVALID", sizeof(name));
2513         else
2514                 ksnprintf(name, sizeof(name), "C%d/%d", cx_idx, sub);
2515
2516         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
2517         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2518                 return error;
2519
2520         if ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) == 0 ||
2521             (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT) == 0)
2522                 return EOPNOTSUPP;
2523
2524         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
2525                 return EINVAL;
2526         start = &name[1];
2527         ptr = NULL;
2528
2529         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
2530         if (ptr == start || *ptr != '/')
2531                 return EINVAL;
2532         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2533                 return EINVAL;
2534
2535         start = ptr + 1;
2536         ptr = NULL;
2537
2538         sub = strtol(start, &ptr, 10);
2539         if (*ptr != '\0')
2540                 return EINVAL;
2541         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2542                 return EINVAL;
2543
2544         new_hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
2545         if (hint < CPU_MWAIT_C3 && new_hint >= CPU_MWAIT_C3) {
2546                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
2547                 if (error)
2548                         return error;
2549         } else if (hint >= CPU_MWAIT_C3 && new_hint < CPU_MWAIT_C3) {
2550                 cputimer_intr_powersave_remreq();
2551         }
2552
2553         *hint0 = new_hint;
2554         return 0;
2555 }
2556
2557 static int
2558 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2559 {
2560         int error;
2561
2562         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2563         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2564             &cpu_mwait_halt);
2565         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2566         return error;
2567 }
2568
2569 static int
2570 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2571 {
2572         int error;
2573
2574         lwkt_serialize_enter(&cpu_mwait_cx_slize);
2575         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
2576             &cpu_mwait_spin);
2577         lwkt_serialize_exit(&cpu_mwait_cx_slize);
2578         return error;
2579 }