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