sys/x86/x86/x86_mem.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1999 Michael Smith <msmith@freebsd.org>
   3  * Copyright (c) 2017 The FreeBSD Foundation
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
   7  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  21  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  22  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  28  * SUCH DAMAGE.
  29  */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/memrange.h>
  39 #include <sys/smp.h>
  40 #include <sys/sysctl.h>
  41
  42 #include <vm/vm.h>
  43 #include <vm/vm_param.h>
  44 #include <vm/pmap.h>
  45
  46 #include <machine/cputypes.h>
  47 #include <machine/md_var.h>
  48 #include <machine/specialreg.h>
  49
  50 /*
  51  * Pentium Pro+ memory range operations
  52  *
  53  * This code will probably be impenetrable without reference to the
  54  * Intel Pentium Pro documentation or x86-64 programmers manual vol 2.
  55  */
  56
  57 static char *mem_owner_bios = "BIOS";
  58
  59 #define MR686_FIXMTRR   (1<<0)
  60
  61 #define mrwithin(mr, a)                                                 \
  62         (((a) >= (mr)->mr_base) && ((a) < ((mr)->mr_base + (mr)->mr_len)))
  63 #define mroverlap(mra, mrb)                                             \
  64         (mrwithin(mra, mrb->mr_base) || mrwithin(mrb, mra->mr_base))
  65
  66 #define mrvalid(base, len)                                              \
  67         ((!(base & ((1 << 12) - 1))) && /* base is multiple of 4k */    \
  68             ((len) >= (1 << 12)) &&     /* length is >= 4k */           \
  69             powerof2((len)) &&          /* ... and power of two */      \
  70             !((base) & ((len) - 1)))    /* range is not discontiuous */
  71
  72 #define mrcopyflags(curr, new)                                          \
  73         (((curr) & ~MDF_ATTRMASK) | ((new) & MDF_ATTRMASK))
  74
  75 static int mtrrs_disabled;
  76 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, disable_mtrrs, CTLFLAG_RDTUN,
  77     &mtrrs_disabled, 0,
  78     "Disable MTRRs.");
  79
  80 static void     x86_mrinit(struct mem_range_softc *sc);
  81 static int      x86_mrset(struct mem_range_softc *sc,
  82                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
  83 static void     x86_mrAPinit(struct mem_range_softc *sc);
  84 static void     x86_mrreinit(struct mem_range_softc *sc);
  85
  86 static struct mem_range_ops x86_mrops = {
  87         x86_mrinit,
  88         x86_mrset,
  89         x86_mrAPinit,
  90         x86_mrreinit
  91 };
  92
  93 /* XXX for AP startup hook */
  94 static u_int64_t mtrrcap, mtrrdef;
  95
  96 /* The bitmask for the PhysBase and PhysMask fields of the variable MTRRs. */
  97 static u_int64_t mtrr_physmask;
  98
  99 static struct mem_range_desc *mem_range_match(struct mem_range_softc *sc,
 100                     struct mem_range_desc *mrd);
 101 static void     x86_mrfetch(struct mem_range_softc *sc);
 102 static int      x86_mtrrtype(int flags);
 103 static int      x86_mrt2mtrr(int flags, int oldval);
 104 static int      x86_mtrrconflict(int flag1, int flag2);
 105 static void     x86_mrstore(struct mem_range_softc *sc);
 106 static void     x86_mrstoreone(void *arg);
 107 static struct mem_range_desc *x86_mtrrfixsearch(struct mem_range_softc *sc,
 108                     u_int64_t addr);
 109 static int      x86_mrsetlow(struct mem_range_softc *sc,
 110                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
 111 static int      x86_mrsetvariable(struct mem_range_softc *sc,
 112                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
 113
 114 /* ia32 MTRR type to memory range type conversion */
 115 static int x86_mtrrtomrt[] = {
 116         MDF_UNCACHEABLE,
 117         MDF_WRITECOMBINE,
 118         MDF_UNKNOWN,
 119         MDF_UNKNOWN,
 120         MDF_WRITETHROUGH,
 121         MDF_WRITEPROTECT,
 122         MDF_WRITEBACK
 123 };
 124
 125 #define MTRRTOMRTLEN nitems(x86_mtrrtomrt)
 126
 127 static int
 128 x86_mtrr2mrt(int val)
 129 {
 130
 131         if (val < 0 || val >= MTRRTOMRTLEN)
 132                 return (MDF_UNKNOWN);
 133         return (x86_mtrrtomrt[val]);
 134 }
 135
 136 /*
 137  * x86 MTRR conflicts. Writeback and uncachable may overlap.
 138  */
 139 static int
 140 x86_mtrrconflict(int flag1, int flag2)
 141 {
 142
 143         flag1 &= MDF_ATTRMASK;
 144         flag2 &= MDF_ATTRMASK;
 145         if ((flag1 & MDF_UNKNOWN) || (flag2 & MDF_UNKNOWN))
 146                 return (1);
 147         if (flag1 == flag2 ||
 148             (flag1 == MDF_WRITEBACK && flag2 == MDF_UNCACHEABLE) ||
 149             (flag2 == MDF_WRITEBACK && flag1 == MDF_UNCACHEABLE))
 150                 return (0);
 151         return (1);
 152 }
 153
 154 /*
 155  * Look for an exactly-matching range.
 156  */
 157 static struct mem_range_desc *
 158 mem_range_match(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd)
 159 {
 160         struct mem_range_desc *cand;
 161         int i;
 162
 163         for (i = 0, cand = sc->mr_desc; i < sc->mr_ndesc; i++, cand++)
 164                 if ((cand->mr_base == mrd->mr_base) &&
 165                     (cand->mr_len == mrd->mr_len))
 166                         return (cand);
 167         return (NULL);
 168 }
 169
 170 /*
 171  * Ensure that the direct map region does not contain any mappings
 172  * that span MTRRs of different types.  However, the fixed MTRRs can
 173  * be ignored, because a large page mapping the first 1 MB of physical
 174  * memory is a special case that the processor handles.  Invalidate
 175  * any old TLB entries that might hold inconsistent memory type
 176  * information.
 177  */
 178 static void
 179 x86_mr_split_dmap(struct mem_range_softc *sc __unused)
 180 {
 181 #ifdef __amd64__
 182         struct mem_range_desc *mrd;
 183         int i;
 184
 185         i = (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) ? MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K : 0;
 186         mrd = sc->mr_desc + i;
 187         for (; i < sc->mr_ndesc; i++, mrd++) {
 188                 if ((mrd->mr_flags & (MDF_ACTIVE | MDF_BOGUS)) == MDF_ACTIVE)
 189                         pmap_demote_DMAP(mrd->mr_base, mrd->mr_len, TRUE);
 190         }
 191 #endif
 192 }
 193
 194 /*
 195  * Fetch the current mtrr settings from the current CPU (assumed to
 196  * all be in sync in the SMP case).  Note that if we are here, we
 197  * assume that MTRRs are enabled, and we may or may not have fixed
 198  * MTRRs.
 199  */
 200 static void
 201 x86_mrfetch(struct mem_range_softc *sc)
 202 {
 203         struct mem_range_desc *mrd;
 204         u_int64_t msrv;
 205         int i, j, msr;
 206
 207         mrd = sc->mr_desc;
 208
 209         /* Get fixed-range MTRRs. */
 210         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 211                 msr = MSR_MTRR64kBase;
 212                 for (i = 0; i < (MTRR_N64K / 8); i++, msr++) {
 213                         msrv = rdmsr(msr);
 214                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 215                                 mrd->mr_flags =
 216                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 217                                     x86_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 218                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 219                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 220                                 msrv = msrv >> 8;
 221                         }
 222                 }
 223                 msr = MSR_MTRR16kBase;
 224                 for (i = 0; i < MTRR_N16K / 8; i++, msr++) {
 225                         msrv = rdmsr(msr);
 226                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 227                                 mrd->mr_flags =
 228                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 229                                     x86_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 230                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 231                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 232                                 msrv = msrv >> 8;
 233                         }
 234                 }
 235                 msr = MSR_MTRR4kBase;
 236                 for (i = 0; i < MTRR_N4K / 8; i++, msr++) {
 237                         msrv = rdmsr(msr);
 238                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 239                                 mrd->mr_flags =
 240                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 241                                     x86_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 242                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 243                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 244                                 msrv = msrv >> 8;
 245                         }
 246                 }
 247         }
 248
 249         /* Get remainder which must be variable MTRRs. */
 250         msr = MSR_MTRRVarBase;
 251         for (; mrd - sc->mr_desc < sc->mr_ndesc; msr += 2, mrd++) {
 252                 msrv = rdmsr(msr);
 253                 mrd->mr_flags = (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 254                     x86_mtrr2mrt(msrv & MTRR_PHYSBASE_TYPE);
 255                 mrd->mr_base = msrv & mtrr_physmask;
 256                 msrv = rdmsr(msr + 1);
 257                 mrd->mr_flags = (msrv & MTRR_PHYSMASK_VALID) ?
 258                     (mrd->mr_flags | MDF_ACTIVE) :
 259                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ACTIVE);
 260
 261                 /* Compute the range from the mask. Ick. */
 262                 mrd->mr_len = (~(msrv & mtrr_physmask) &
 263                     (mtrr_physmask | 0xfff)) + 1;
 264                 if (!mrvalid(mrd->mr_base, mrd->mr_len))
 265                         mrd->mr_flags |= MDF_BOGUS;
 266
 267                 /* If unclaimed and active, must be the BIOS. */
 268                 if ((mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) && (mrd->mr_owner[0] == 0))
 269                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 270         }
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Return the MTRR memory type matching a region's flags
 275  */
 276 static int
 277 x86_mtrrtype(int flags)
 278 {
 279         int i;
 280
 281         flags &= MDF_ATTRMASK;
 282
 283         for (i = 0; i < MTRRTOMRTLEN; i++) {
 284                 if (x86_mtrrtomrt[i] == MDF_UNKNOWN)
 285                         continue;
 286                 if (flags == x86_mtrrtomrt[i])
 287                         return (i);
 288         }
 289         return (-1);
 290 }
 291
 292 static int
 293 x86_mrt2mtrr(int flags, int oldval)
 294 {
 295         int val;
 296
 297         if ((val = x86_mtrrtype(flags)) == -1)
 298                 return (oldval & 0xff);
 299         return (val & 0xff);
 300 }
 301
 302 /*
 303  * Update running CPU(s) MTRRs to match the ranges in the descriptor
 304  * list.
 305  *
 306  * Must be called with interrupts enabled.
 307  */
 308 static void
 309 x86_mrstore(struct mem_range_softc *sc)
 310 {
 311
 312         smp_rendezvous(NULL, x86_mrstoreone, NULL, sc);
 313 }
 314
 315 /*
 316  * Update the current CPU's MTRRs with those represented in the
 317  * descriptor list.  Note that we do this wholesale rather than just
 318  * stuffing one entry; this is simpler (but slower, of course).
 319  */
 320 static void
 321 x86_mrstoreone(void *arg)
 322 {
 323         struct mem_range_softc *sc = arg;
 324         struct mem_range_desc *mrd;
 325         u_int64_t omsrv, msrv;
 326         int i, j, msr;
 327         u_long cr0, cr4;
 328
 329         mrd = sc->mr_desc;
 330
 331         critical_enter();
 332
 333         /* Disable PGE. */
 334         cr4 = rcr4();
 335         load_cr4(cr4 & ~CR4_PGE);
 336
 337         /* Disable caches (CD = 1, NW = 0). */
 338         cr0 = rcr0();
 339         load_cr0((cr0 & ~CR0_NW) | CR0_CD);
 340
 341         /* Flushes caches and TLBs. */
 342         wbinvd();
 343         invltlb();
 344
 345         /* Disable MTRRs (E = 0). */
 346         wrmsr(MSR_MTRRdefType, rdmsr(MSR_MTRRdefType) & ~MTRR_DEF_ENABLE);
 347
 348         /* Set fixed-range MTRRs. */
 349         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 350                 msr = MSR_MTRR64kBase;
 351                 for (i = 0; i < MTRR_N64K / 8; i++, msr++) {
 352                         msrv = 0;
 353                         omsrv = rdmsr(msr);
 354                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 355                                 msrv = msrv << 8;
 356                                 msrv |= x86_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 357                                     omsrv >> (j * 8));
 358                         }
 359                         wrmsr(msr, msrv);
 360                         mrd += 8;
 361                 }
 362                 msr = MSR_MTRR16kBase;
 363                 for (i = 0; i < MTRR_N16K / 8; i++, msr++) {
 364                         msrv = 0;
 365                         omsrv = rdmsr(msr);
 366                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 367                                 msrv = msrv << 8;
 368                                 msrv |= x86_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 369                                     omsrv >> (j * 8));
 370                         }
 371                         wrmsr(msr, msrv);
 372                         mrd += 8;
 373                 }
 374                 msr = MSR_MTRR4kBase;
 375                 for (i = 0; i < MTRR_N4K / 8; i++, msr++) {
 376                         msrv = 0;
 377                         omsrv = rdmsr(msr);
 378                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 379                                 msrv = msrv << 8;
 380                                 msrv |= x86_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 381                                     omsrv >> (j * 8));
 382                         }
 383                         wrmsr(msr, msrv);
 384                         mrd += 8;
 385                 }
 386         }
 387
 388         /* Set remainder which must be variable MTRRs. */
 389         msr = MSR_MTRRVarBase;
 390         for (; mrd - sc->mr_desc < sc->mr_ndesc; msr += 2, mrd++) {
 391                 /* base/type register */
 392                 omsrv = rdmsr(msr);
 393                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 394                         msrv = mrd->mr_base & mtrr_physmask;
 395                         msrv |= x86_mrt2mtrr(mrd->mr_flags, omsrv);
 396                 } else {
 397                         msrv = 0;
 398                 }
 399                 wrmsr(msr, msrv);
 400
 401                 /* mask/active register */
 402                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 403                         msrv = MTRR_PHYSMASK_VALID |
 404                             rounddown2(mtrr_physmask, mrd->mr_len);
 405                 } else {
 406                         msrv = 0;
 407                 }
 408                 wrmsr(msr + 1, msrv);
 409         }
 410
 411         /* Flush caches and TLBs. */
 412         wbinvd();
 413         invltlb();
 414
 415         /* Enable MTRRs. */
 416         wrmsr(MSR_MTRRdefType, rdmsr(MSR_MTRRdefType) | MTRR_DEF_ENABLE);
 417
 418         /* Restore caches and PGE. */
 419         load_cr0(cr0);
 420         load_cr4(cr4);
 421
 422         critical_exit();
 423 }
 424
 425 /*
 426  * Hunt for the fixed MTRR referencing (addr)
 427  */
 428 static struct mem_range_desc *
 429 x86_mtrrfixsearch(struct mem_range_softc *sc, u_int64_t addr)
 430 {
 431         struct mem_range_desc *mrd;
 432         int i;
 433
 434         for (i = 0, mrd = sc->mr_desc; i < MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K;
 435              i++, mrd++)
 436                 if (addr >= mrd->mr_base &&
 437                     addr < mrd->mr_base + mrd->mr_len)
 438                         return (mrd);
 439         return (NULL);
 440 }
 441
 442 /*
 443  * Try to satisfy the given range request by manipulating the fixed
 444  * MTRRs that cover low memory.
 445  *
 446  * Note that we try to be generous here; we'll bloat the range out to
 447  * the next higher/lower boundary to avoid the consumer having to know
 448  * too much about the mechanisms here.
 449  *
 450  * XXX note that this will have to be updated when we start supporting
 451  * "busy" ranges.
 452  */
 453 static int
 454 x86_mrsetlow(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd, int *arg)
 455 {
 456         struct mem_range_desc *first_md, *last_md, *curr_md;
 457
 458         /* Range check. */
 459         if ((first_md = x86_mtrrfixsearch(sc, mrd->mr_base)) == NULL ||
 460             (last_md = x86_mtrrfixsearch(sc, mrd->mr_base + mrd->mr_len - 1))
 461             == NULL)
 462                 return (EINVAL);
 463
 464         /* Check that we aren't doing something risky. */
 465         if ((mrd->mr_flags & MDF_FORCE) == 0) {
 466                 for (curr_md = first_md; curr_md <= last_md; curr_md++) {
 467                         if ((curr_md->mr_flags & MDF_ATTRMASK) == MDF_UNKNOWN)
 468                                 return (EACCES);
 469                 }
 470         }
 471
 472         /* Set flags, clear set-by-firmware flag. */
 473         for (curr_md = first_md; curr_md <= last_md; curr_md++) {
 474                 curr_md->mr_flags = mrcopyflags(curr_md->mr_flags &
 475                     ~MDF_FIRMWARE, mrd->mr_flags);
 476                 bcopy(mrd->mr_owner, curr_md->mr_owner, sizeof(mrd->mr_owner));
 477         }
 478
 479         return (0);
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Modify/add a variable MTRR to satisfy the request.
 484  *
 485  * XXX needs to be updated to properly support "busy" ranges.
 486  */
 487 static int
 488 x86_mrsetvariable(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd,
 489     int *arg)
 490 {
 491         struct mem_range_desc *curr_md, *free_md;
 492         int i;
 493
 494         /*
 495          * Scan the currently active variable descriptors, look for
 496          * one we exactly match (straight takeover) and for possible
 497          * accidental overlaps.
 498          *
 499          * Keep track of the first empty variable descriptor in case
 500          * we can't perform a takeover.
 501          */
 502         i = (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) ? MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K : 0;
 503         curr_md = sc->mr_desc + i;
 504         free_md = NULL;
 505         for (; i < sc->mr_ndesc; i++, curr_md++) {
 506                 if (curr_md->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 507                         /* Exact match? */
 508                         if (curr_md->mr_base == mrd->mr_base &&
 509                             curr_md->mr_len == mrd->mr_len) {
 510                                 /* Whoops, owned by someone. */
 511                                 if (curr_md->mr_flags & MDF_BUSY)
 512                                         return (EBUSY);
 513
 514                                 /* Check that we aren't doing something risky */
 515                                 if (!(mrd->mr_flags & MDF_FORCE) &&
 516                                     (curr_md->mr_flags & MDF_ATTRMASK) ==
 517                                     MDF_UNKNOWN)
 518                                         return (EACCES);
 519
 520                                 /* Ok, just hijack this entry. */
 521                                 free_md = curr_md;
 522                                 break;
 523                         }
 524
 525                         /* Non-exact overlap? */
 526                         if (mroverlap(curr_md, mrd)) {
 527                                 /* Between conflicting region types? */
 528                                 if (x86_mtrrconflict(curr_md->mr_flags,
 529                                     mrd->mr_flags))
 530                                         return (EINVAL);
 531                         }
 532                 } else if (free_md == NULL) {
 533                         free_md = curr_md;
 534                 }
 535         }
 536
 537         /* Got somewhere to put it? */
 538         if (free_md == NULL)
 539                 return (ENOSPC);
 540
 541         /* Set up new descriptor. */
 542         free_md->mr_base = mrd->mr_base;
 543         free_md->mr_len = mrd->mr_len;
 544         free_md->mr_flags = mrcopyflags(MDF_ACTIVE, mrd->mr_flags);
 545         bcopy(mrd->mr_owner, free_md->mr_owner, sizeof(mrd->mr_owner));
 546         return (0);
 547 }
 548
 549 /*
 550  * Handle requests to set memory range attributes by manipulating MTRRs.
 551  */
 552 static int
 553 x86_mrset(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd, int *arg)
 554 {
 555         struct mem_range_desc *targ;
 556         int error;
 557
 558         switch (*arg) {
 559         case MEMRANGE_SET_UPDATE:
 560                 /*
 561                  * Make sure that what's being asked for is even
 562                  * possible at all.
 563                  */
 564                 if (!mrvalid(mrd->mr_base, mrd->mr_len) ||
 565                     x86_mtrrtype(mrd->mr_flags) == -1)
 566                         return (EINVAL);
 567
 568 #define FIXTOP  \
 569     ((MTRR_N64K * 0x10000) + (MTRR_N16K * 0x4000) + (MTRR_N4K * 0x1000))
 570
 571                 /* Are the "low memory" conditions applicable? */
 572                 if ((sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) != 0 &&
 573                     mrd->mr_base + mrd->mr_len <= FIXTOP) {
 574                         if ((error = x86_mrsetlow(sc, mrd, arg)) != 0)
 575                                 return (error);
 576                 } else {
 577                         /* It's time to play with variable MTRRs. */
 578                         if ((error = x86_mrsetvariable(sc, mrd, arg)) != 0)
 579                                 return (error);
 580                 }
 581                 break;
 582
 583         case MEMRANGE_SET_REMOVE:
 584                 if ((targ = mem_range_match(sc, mrd)) == NULL)
 585                         return (ENOENT);
 586                 if (targ->mr_flags & MDF_FIXACTIVE)
 587                         return (EPERM);
 588                 if (targ->mr_flags & MDF_BUSY)
 589                         return (EBUSY);
 590                 targ->mr_flags &= ~MDF_ACTIVE;
 591                 targ->mr_owner[0] = 0;
 592                 break;
 593
 594         default:
 595                 return (EOPNOTSUPP);
 596         }
 597
 598         x86_mr_split_dmap(sc);
 599
 600         /* Update the hardware. */
 601         x86_mrstore(sc);
 602
 603         /* Refetch to see where we're at. */
 604         x86_mrfetch(sc);
 605         return (0);
 606 }
 607
 608 /*
 609  * Work out how many ranges we support, initialise storage for them,
 610  * and fetch the initial settings.
 611  */
 612 static void
 613 x86_mrinit(struct mem_range_softc *sc)
 614 {
 615         struct mem_range_desc *mrd;
 616         int i, nmdesc;
 617
 618         if (sc->mr_desc != NULL)
 619                 /* Already initialized. */
 620                 return;
 621
 622         nmdesc = 0;
 623         mtrrcap = rdmsr(MSR_MTRRcap);
 624         mtrrdef = rdmsr(MSR_MTRRdefType);
 625
 626         /* For now, bail out if MTRRs are not enabled. */
 627         if (!(mtrrdef & MTRR_DEF_ENABLE)) {
 628                 if (bootverbose)
 629                         printf("CPU supports MTRRs but not enabled\n");
 630                 return;
 631         }
 632         nmdesc = mtrrcap & MTRR_CAP_VCNT;
 633         if (bootverbose)
 634                 printf("Pentium Pro MTRR support enabled\n");
 635
 636         /*
 637          * Determine the size of the PhysMask and PhysBase fields in
 638          * the variable range MTRRs.
 639          */
 640         mtrr_physmask = (((uint64_t)1 << cpu_maxphyaddr) - 1) &
 641             ~(uint64_t)0xfff;
 642
 643         /* If fixed MTRRs supported and enabled. */
 644         if ((mtrrcap & MTRR_CAP_FIXED) && (mtrrdef & MTRR_DEF_FIXED_ENABLE)) {
 645                 sc->mr_cap = MR686_FIXMTRR;
 646                 nmdesc += MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K;
 647         }
 648
 649         sc->mr_desc = malloc(nmdesc * sizeof(struct mem_range_desc), M_MEMDESC,
 650             M_WAITOK | M_ZERO);
 651         sc->mr_ndesc = nmdesc;
 652
 653         mrd = sc->mr_desc;
 654
 655         /* Populate the fixed MTRR entries' base/length. */
 656         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 657                 for (i = 0; i < MTRR_N64K; i++, mrd++) {
 658                         mrd->mr_base = i * 0x10000;
 659                         mrd->mr_len = 0x10000;
 660                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 661                             MDF_FIXACTIVE;
 662                 }
 663                 for (i = 0; i < MTRR_N16K; i++, mrd++) {
 664                         mrd->mr_base = i * 0x4000 + 0x80000;
 665                         mrd->mr_len = 0x4000;
 666                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 667                             MDF_FIXACTIVE;
 668                 }
 669                 for (i = 0; i < MTRR_N4K; i++, mrd++) {
 670                         mrd->mr_base = i * 0x1000 + 0xc0000;
 671                         mrd->mr_len = 0x1000;
 672                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 673                             MDF_FIXACTIVE;
 674                 }
 675         }
 676
 677         /*
 678          * Get current settings, anything set now is considered to
 679          * have been set by the firmware. (XXX has something already
 680          * played here?)
 681          */
 682         x86_mrfetch(sc);
 683         mrd = sc->mr_desc;
 684         for (i = 0; i < sc->mr_ndesc; i++, mrd++) {
 685                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE)
 686                         mrd->mr_flags |= MDF_FIRMWARE;
 687         }
 688
 689         x86_mr_split_dmap(sc);
 690 }
 691
 692 /*
 693  * Initialise MTRRs on an AP after the BSP has run the init code.
 694  */
 695 static void
 696 x86_mrAPinit(struct mem_range_softc *sc)
 697 {
 698
 699         x86_mrstoreone(sc);
 700         wrmsr(MSR_MTRRdefType, mtrrdef);
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Re-initialise running CPU(s) MTRRs to match the ranges in the descriptor
 705  * list.
 706  *
 707  * Must be called with interrupts enabled.
 708  */
 709 static void
 710 x86_mrreinit(struct mem_range_softc *sc)
 711 {
 712
 713         smp_rendezvous(NULL, (void (*)(void *))x86_mrAPinit, NULL, sc);
 714 }
 715
 716 static void
 717 x86_mem_drvinit(void *unused)
 718 {
 719
 720         if (mtrrs_disabled)
 721                 return;
 722         if (!(cpu_feature & CPUID_MTRR))
 723                 return;
 724         mem_range_softc.mr_op = &x86_mrops;
 725         x86_mrinit(&mem_range_softc);
 726 }
 727 SYSINIT(x86memdev, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_ANY, x86_mem_drvinit, NULL);