sys/i386/i386/i686_mem.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1999 Michael Smith <msmith@freebsd.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/kernel.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/malloc.h>
  34 #include <sys/memrange.h>
  35 #include <sys/smp.h>
  36 #include <sys/sysctl.h>
  37
  38 #include <machine/cputypes.h>
  39 #include <machine/md_var.h>
  40 #include <machine/specialreg.h>
  41
  42 /*
  43  * i686 memory range operations
  44  *
  45  * This code will probably be impenetrable without reference to the
  46  * Intel Pentium Pro documentation.
  47  */
  48
  49 static char *mem_owner_bios = "BIOS";
  50
  51 #define MR686_FIXMTRR   (1<<0)
  52
  53 #define mrwithin(mr, a)                                                 \
  54         (((a) >= (mr)->mr_base) && ((a) < ((mr)->mr_base + (mr)->mr_len)))
  55 #define mroverlap(mra, mrb)                                             \
  56         (mrwithin(mra, mrb->mr_base) || mrwithin(mrb, mra->mr_base))
  57
  58 #define mrvalid(base, len)                                              \
  59         ((!(base & ((1 << 12) - 1))) && /* base is multiple of 4k */    \
  60             ((len) >= (1 << 12)) &&     /* length is >= 4k */           \
  61             powerof2((len)) &&          /* ... and power of two */      \
  62             !((base) & ((len) - 1)))    /* range is not discontiuous */
  63
  64 #define mrcopyflags(curr, new)                                          \
  65         (((curr) & ~MDF_ATTRMASK) | ((new) & MDF_ATTRMASK))
  66
  67 static int mtrrs_disabled;
  68 TUNABLE_INT("machdep.disable_mtrrs", &mtrrs_disabled);
  69 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, disable_mtrrs, CTLFLAG_RDTUN,
  70     &mtrrs_disabled, 0, "Disable i686 MTRRs.");
  71
  72 static void     i686_mrinit(struct mem_range_softc *sc);
  73 static int      i686_mrset(struct mem_range_softc *sc,
  74                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
  75 static void     i686_mrAPinit(struct mem_range_softc *sc);
  76 static void     i686_mrreinit(struct mem_range_softc *sc);
  77
  78 static struct mem_range_ops i686_mrops = {
  79         i686_mrinit,
  80         i686_mrset,
  81         i686_mrAPinit,
  82         i686_mrreinit
  83 };
  84
  85 /* XXX for AP startup hook */
  86 static u_int64_t mtrrcap, mtrrdef;
  87
  88 /* The bitmask for the PhysBase and PhysMask fields of the variable MTRRs. */
  89 static u_int64_t mtrr_physmask;
  90
  91 static struct mem_range_desc *mem_range_match(struct mem_range_softc *sc,
  92                     struct mem_range_desc *mrd);
  93 static void     i686_mrfetch(struct mem_range_softc *sc);
  94 static int      i686_mtrrtype(int flags);
  95 static int      i686_mrt2mtrr(int flags, int oldval);
  96 static int      i686_mtrrconflict(int flag1, int flag2);
  97 static void     i686_mrstore(struct mem_range_softc *sc);
  98 static void     i686_mrstoreone(void *arg);
  99 static struct mem_range_desc *i686_mtrrfixsearch(struct mem_range_softc *sc,
 100                     u_int64_t addr);
 101 static int      i686_mrsetlow(struct mem_range_softc *sc,
 102                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
 103 static int      i686_mrsetvariable(struct mem_range_softc *sc,
 104                     struct mem_range_desc *mrd, int *arg);
 105
 106 /* i686 MTRR type to memory range type conversion */
 107 static int i686_mtrrtomrt[] = {
 108         MDF_UNCACHEABLE,
 109         MDF_WRITECOMBINE,
 110         MDF_UNKNOWN,
 111         MDF_UNKNOWN,
 112         MDF_WRITETHROUGH,
 113         MDF_WRITEPROTECT,
 114         MDF_WRITEBACK
 115 };
 116
 117 #define MTRRTOMRTLEN (sizeof(i686_mtrrtomrt) / sizeof(i686_mtrrtomrt[0]))
 118
 119 static int
 120 i686_mtrr2mrt(int val)
 121 {
 122
 123         if (val < 0 || val >= MTRRTOMRTLEN)
 124                 return (MDF_UNKNOWN);
 125         return (i686_mtrrtomrt[val]);
 126 }
 127
 128 /*
 129  * i686 MTRR conflicts. Writeback and uncachable may overlap.
 130  */
 131 static int
 132 i686_mtrrconflict(int flag1, int flag2)
 133 {
 134
 135         flag1 &= MDF_ATTRMASK;
 136         flag2 &= MDF_ATTRMASK;
 137         if (flag1 == flag2 ||
 138             (flag1 == MDF_WRITEBACK && flag2 == MDF_UNCACHEABLE) ||
 139             (flag2 == MDF_WRITEBACK && flag1 == MDF_UNCACHEABLE))
 140                 return (0);
 141         return (1);
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Look for an exactly-matching range.
 146  */
 147 static struct mem_range_desc *
 148 mem_range_match(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd)
 149 {
 150         struct mem_range_desc *cand;
 151         int i;
 152
 153         for (i = 0, cand = sc->mr_desc; i < sc->mr_ndesc; i++, cand++)
 154                 if ((cand->mr_base == mrd->mr_base) &&
 155                     (cand->mr_len == mrd->mr_len))
 156                         return (cand);
 157         return (NULL);
 158 }
 159
 160 /*
 161  * Fetch the current mtrr settings from the current CPU (assumed to
 162  * all be in sync in the SMP case).  Note that if we are here, we
 163  * assume that MTRRs are enabled, and we may or may not have fixed
 164  * MTRRs.
 165  */
 166 static void
 167 i686_mrfetch(struct mem_range_softc *sc)
 168 {
 169         struct mem_range_desc *mrd;
 170         u_int64_t msrv;
 171         int i, j, msr;
 172
 173         mrd = sc->mr_desc;
 174
 175         /* Get fixed-range MTRRs. */
 176         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 177                 msr = MSR_MTRR64kBase;
 178                 for (i = 0; i < (MTRR_N64K / 8); i++, msr++) {
 179                         msrv = rdmsr(msr);
 180                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 181                                 mrd->mr_flags =
 182                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 183                                     i686_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 184                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 185                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 186                                 msrv = msrv >> 8;
 187                         }
 188                 }
 189                 msr = MSR_MTRR16kBase;
 190                 for (i = 0; i < (MTRR_N16K / 8); i++, msr++) {
 191                         msrv = rdmsr(msr);
 192                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 193                                 mrd->mr_flags =
 194                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 195                                     i686_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 196                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 197                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 198                                 msrv = msrv >> 8;
 199                         }
 200                 }
 201                 msr = MSR_MTRR4kBase;
 202                 for (i = 0; i < (MTRR_N4K / 8); i++, msr++) {
 203                         msrv = rdmsr(msr);
 204                         for (j = 0; j < 8; j++, mrd++) {
 205                                 mrd->mr_flags =
 206                                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 207                                     i686_mtrr2mrt(msrv & 0xff) | MDF_ACTIVE;
 208                                 if (mrd->mr_owner[0] == 0)
 209                                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 210                                 msrv = msrv >> 8;
 211                         }
 212                 }
 213         }
 214
 215         /* Get remainder which must be variable MTRRs. */
 216         msr = MSR_MTRRVarBase;
 217         for (; (mrd - sc->mr_desc) < sc->mr_ndesc; msr += 2, mrd++) {
 218                 msrv = rdmsr(msr);
 219                 mrd->mr_flags = (mrd->mr_flags & ~MDF_ATTRMASK) |
 220                     i686_mtrr2mrt(msrv & MTRR_PHYSBASE_TYPE);
 221                 mrd->mr_base = msrv & mtrr_physmask;
 222                 msrv = rdmsr(msr + 1);
 223                 mrd->mr_flags = (msrv & MTRR_PHYSMASK_VALID) ?
 224                     (mrd->mr_flags | MDF_ACTIVE) :
 225                     (mrd->mr_flags & ~MDF_ACTIVE);
 226
 227                 /* Compute the range from the mask. Ick. */
 228                 mrd->mr_len = (~(msrv & mtrr_physmask) &
 229                     (mtrr_physmask | 0xfffLL)) + 1;
 230                 if (!mrvalid(mrd->mr_base, mrd->mr_len))
 231                         mrd->mr_flags |= MDF_BOGUS;
 232
 233                 /* If unclaimed and active, must be the BIOS. */
 234                 if ((mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) && (mrd->mr_owner[0] == 0))
 235                         strcpy(mrd->mr_owner, mem_owner_bios);
 236         }
 237 }
 238
 239 /*
 240  * Return the MTRR memory type matching a region's flags
 241  */
 242 static int
 243 i686_mtrrtype(int flags)
 244 {
 245         int i;
 246
 247         flags &= MDF_ATTRMASK;
 248
 249         for (i = 0; i < MTRRTOMRTLEN; i++) {
 250                 if (i686_mtrrtomrt[i] == MDF_UNKNOWN)
 251                         continue;
 252                 if (flags == i686_mtrrtomrt[i])
 253                         return (i);
 254         }
 255         return (-1);
 256 }
 257
 258 static int
 259 i686_mrt2mtrr(int flags, int oldval)
 260 {
 261         int val;
 262
 263         if ((val = i686_mtrrtype(flags)) == -1)
 264                 return (oldval & 0xff);
 265         return (val & 0xff);
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Update running CPU(s) MTRRs to match the ranges in the descriptor
 270  * list.
 271  *
 272  * XXX Must be called with interrupts enabled.
 273  */
 274 static void
 275 i686_mrstore(struct mem_range_softc *sc)
 276 {
 277 #ifdef SMP
 278         /*
 279          * We should use ipi_all_but_self() to call other CPUs into a
 280          * locking gate, then call a target function to do this work.
 281          * The "proper" solution involves a generalised locking gate
 282          * implementation, not ready yet.
 283          */
 284         smp_rendezvous(NULL, i686_mrstoreone, NULL, sc);
 285 #else
 286         disable_intr();                         /* disable interrupts */
 287         i686_mrstoreone(sc);
 288         enable_intr();
 289 #endif
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Update the current CPU's MTRRs with those represented in the
 294  * descriptor list.  Note that we do this wholesale rather than just
 295  * stuffing one entry; this is simpler (but slower, of course).
 296  */
 297 static void
 298 i686_mrstoreone(void *arg)
 299 {
 300         struct mem_range_softc *sc = arg;
 301         struct mem_range_desc *mrd;
 302         u_int64_t omsrv, msrv;
 303         int i, j, msr;
 304         u_int cr4save;
 305
 306         mrd = sc->mr_desc;
 307
 308         /* Disable PGE. */
 309         cr4save = rcr4();
 310         if (cr4save & CR4_PGE)
 311                 load_cr4(cr4save & ~CR4_PGE);
 312
 313         /* Disable caches (CD = 1, NW = 0). */
 314         load_cr0((rcr0() & ~CR0_NW) | CR0_CD);
 315
 316         /* Flushes caches and TLBs. */
 317         wbinvd();
 318
 319         /* Disable MTRRs (E = 0). */
 320         wrmsr(MSR_MTRRdefType, rdmsr(MSR_MTRRdefType) & ~MTRR_DEF_ENABLE);
 321
 322         /* Set fixed-range MTRRs. */
 323         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 324                 msr = MSR_MTRR64kBase;
 325                 for (i = 0; i < (MTRR_N64K / 8); i++, msr++) {
 326                         msrv = 0;
 327                         omsrv = rdmsr(msr);
 328                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 329                                 msrv = msrv << 8;
 330                                 msrv |= i686_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 331                                     omsrv >> (j * 8));
 332                         }
 333                         wrmsr(msr, msrv);
 334                         mrd += 8;
 335                 }
 336                 msr = MSR_MTRR16kBase;
 337                 for (i = 0; i < (MTRR_N16K / 8); i++, msr++) {
 338                         msrv = 0;
 339                         omsrv = rdmsr(msr);
 340                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 341                                 msrv = msrv << 8;
 342                                 msrv |= i686_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 343                                     omsrv >> (j * 8));
 344                         }
 345                         wrmsr(msr, msrv);
 346                         mrd += 8;
 347                 }
 348                 msr = MSR_MTRR4kBase;
 349                 for (i = 0; i < (MTRR_N4K / 8); i++, msr++) {
 350                         msrv = 0;
 351                         omsrv = rdmsr(msr);
 352                         for (j = 7; j >= 0; j--) {
 353                                 msrv = msrv << 8;
 354                                 msrv |= i686_mrt2mtrr((mrd + j)->mr_flags,
 355                                     omsrv >> (j * 8));
 356                         }
 357                         wrmsr(msr, msrv);
 358                         mrd += 8;
 359                 }
 360         }
 361
 362         /* Set remainder which must be variable MTRRs. */
 363         msr = MSR_MTRRVarBase;
 364         for (; (mrd - sc->mr_desc) < sc->mr_ndesc; msr += 2, mrd++) {
 365                 /* base/type register */
 366                 omsrv = rdmsr(msr);
 367                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 368                         msrv = mrd->mr_base & mtrr_physmask;
 369                         msrv |= i686_mrt2mtrr(mrd->mr_flags, omsrv);
 370                 } else {
 371                         msrv = 0;
 372                 }
 373                 wrmsr(msr, msrv);
 374
 375                 /* mask/active register */
 376                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 377                         msrv = MTRR_PHYSMASK_VALID |
 378                             (~(mrd->mr_len - 1) & mtrr_physmask);
 379                 } else {
 380                         msrv = 0;
 381                 }
 382                 wrmsr(msr + 1, msrv);
 383         }
 384
 385         /* Flush caches, TLBs. */
 386         wbinvd();
 387
 388         /* Enable MTRRs. */
 389         wrmsr(MSR_MTRRdefType, rdmsr(MSR_MTRRdefType) | MTRR_DEF_ENABLE);
 390
 391         /* Enable caches (CD = 0, NW = 0). */
 392         load_cr0(rcr0() & ~(CR0_CD | CR0_NW));
 393
 394         /* Restore PGE. */
 395         load_cr4(cr4save);
 396 }
 397
 398 /*
 399  * Hunt for the fixed MTRR referencing (addr)
 400  */
 401 static struct mem_range_desc *
 402 i686_mtrrfixsearch(struct mem_range_softc *sc, u_int64_t addr)
 403 {
 404         struct mem_range_desc *mrd;
 405         int i;
 406
 407         for (i = 0, mrd = sc->mr_desc; i < (MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K);
 408              i++, mrd++)
 409                 if ((addr >= mrd->mr_base) &&
 410                     (addr < (mrd->mr_base + mrd->mr_len)))
 411                         return (mrd);
 412         return (NULL);
 413 }
 414
 415 /*
 416  * Try to satisfy the given range request by manipulating the fixed
 417  * MTRRs that cover low memory.
 418  *
 419  * Note that we try to be generous here; we'll bloat the range out to
 420  * the next higher/lower boundary to avoid the consumer having to know
 421  * too much about the mechanisms here.
 422  *
 423  * XXX note that this will have to be updated when we start supporting
 424  * "busy" ranges.
 425  */
 426 static int
 427 i686_mrsetlow(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd, int *arg)
 428 {
 429         struct mem_range_desc *first_md, *last_md, *curr_md;
 430
 431         /* Range check. */
 432         if (((first_md = i686_mtrrfixsearch(sc, mrd->mr_base)) == NULL) ||
 433             ((last_md = i686_mtrrfixsearch(sc, mrd->mr_base + mrd->mr_len - 1)) == NULL))
 434                 return (EINVAL);
 435
 436         /* Check that we aren't doing something risky. */
 437         if (!(mrd->mr_flags & MDF_FORCE))
 438                 for (curr_md = first_md; curr_md <= last_md; curr_md++) {
 439                         if ((curr_md->mr_flags & MDF_ATTRMASK) == MDF_UNKNOWN)
 440                                 return (EACCES);
 441                 }
 442
 443         /* Set flags, clear set-by-firmware flag. */
 444         for (curr_md = first_md; curr_md <= last_md; curr_md++) {
 445                 curr_md->mr_flags = mrcopyflags(curr_md->mr_flags &
 446                     ~MDF_FIRMWARE, mrd->mr_flags);
 447                 bcopy(mrd->mr_owner, curr_md->mr_owner, sizeof(mrd->mr_owner));
 448         }
 449
 450         return (0);
 451 }
 452
 453 /*
 454  * Modify/add a variable MTRR to satisfy the request.
 455  *
 456  * XXX needs to be updated to properly support "busy" ranges.
 457  */
 458 static int
 459 i686_mrsetvariable(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd,
 460     int *arg)
 461 {
 462         struct mem_range_desc *curr_md, *free_md;
 463         int i;
 464
 465         /*
 466          * Scan the currently active variable descriptors, look for
 467          * one we exactly match (straight takeover) and for possible
 468          * accidental overlaps.
 469          *
 470          * Keep track of the first empty variable descriptor in case
 471          * we can't perform a takeover.
 472          */
 473         i = (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) ? MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K : 0;
 474         curr_md = sc->mr_desc + i;
 475         free_md = NULL;
 476         for (; i < sc->mr_ndesc; i++, curr_md++) {
 477                 if (curr_md->mr_flags & MDF_ACTIVE) {
 478                         /* Exact match? */
 479                         if ((curr_md->mr_base == mrd->mr_base) &&
 480                             (curr_md->mr_len == mrd->mr_len)) {
 481
 482                                 /* Whoops, owned by someone. */
 483                                 if (curr_md->mr_flags & MDF_BUSY)
 484                                         return (EBUSY);
 485
 486                                 /* Check that we aren't doing something risky */
 487                                 if (!(mrd->mr_flags & MDF_FORCE) &&
 488                                     ((curr_md->mr_flags & MDF_ATTRMASK) ==
 489                                     MDF_UNKNOWN))
 490                                         return (EACCES);
 491
 492                                 /* Ok, just hijack this entry. */
 493                                 free_md = curr_md;
 494                                 break;
 495                         }
 496
 497                         /* Non-exact overlap? */
 498                         if (mroverlap(curr_md, mrd)) {
 499                                 /* Between conflicting region types? */
 500                                 if (i686_mtrrconflict(curr_md->mr_flags,
 501                                     mrd->mr_flags))
 502                                         return (EINVAL);
 503                         }
 504                 } else if (free_md == NULL) {
 505                         free_md = curr_md;
 506                 }
 507         }
 508
 509         /* Got somewhere to put it? */
 510         if (free_md == NULL)
 511                 return (ENOSPC);
 512
 513         /* Set up new descriptor. */
 514         free_md->mr_base = mrd->mr_base;
 515         free_md->mr_len = mrd->mr_len;
 516         free_md->mr_flags = mrcopyflags(MDF_ACTIVE, mrd->mr_flags);
 517         bcopy(mrd->mr_owner, free_md->mr_owner, sizeof(mrd->mr_owner));
 518         return (0);
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Handle requests to set memory range attributes by manipulating MTRRs.
 523  */
 524 static int
 525 i686_mrset(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *mrd, int *arg)
 526 {
 527         struct mem_range_desc *targ;
 528         int error = 0;
 529
 530         switch(*arg) {
 531         case MEMRANGE_SET_UPDATE:
 532                 /*
 533                  * Make sure that what's being asked for is even
 534                  * possible at all.
 535                  */
 536                 if (!mrvalid(mrd->mr_base, mrd->mr_len) ||
 537                     i686_mtrrtype(mrd->mr_flags) == -1)
 538                         return (EINVAL);
 539
 540 #define FIXTOP  ((MTRR_N64K * 0x10000) + (MTRR_N16K * 0x4000) + (MTRR_N4K * 0x1000))
 541
 542                 /* Are the "low memory" conditions applicable? */
 543                 if ((sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) &&
 544                     ((mrd->mr_base + mrd->mr_len) <= FIXTOP)) {
 545                         if ((error = i686_mrsetlow(sc, mrd, arg)) != 0)
 546                                 return (error);
 547                 } else {
 548                         /* It's time to play with variable MTRRs. */
 549                         if ((error = i686_mrsetvariable(sc, mrd, arg)) != 0)
 550                                 return (error);
 551                 }
 552                 break;
 553
 554         case MEMRANGE_SET_REMOVE:
 555                 if ((targ = mem_range_match(sc, mrd)) == NULL)
 556                         return (ENOENT);
 557                 if (targ->mr_flags & MDF_FIXACTIVE)
 558                         return (EPERM);
 559                 if (targ->mr_flags & MDF_BUSY)
 560                         return (EBUSY);
 561                 targ->mr_flags &= ~MDF_ACTIVE;
 562                 targ->mr_owner[0] = 0;
 563                 break;
 564
 565         default:
 566                 return (EOPNOTSUPP);
 567         }
 568
 569         /* Update the hardware. */
 570         i686_mrstore(sc);
 571
 572         /* Refetch to see where we're at. */
 573         i686_mrfetch(sc);
 574         return (0);
 575 }
 576
 577 /*
 578  * Work out how many ranges we support, initialise storage for them,
 579  * and fetch the initial settings.
 580  */
 581 static void
 582 i686_mrinit(struct mem_range_softc *sc)
 583 {
 584         struct mem_range_desc *mrd;
 585         u_int regs[4];
 586         int i, nmdesc = 0, pabits;
 587
 588         mtrrcap = rdmsr(MSR_MTRRcap);
 589         mtrrdef = rdmsr(MSR_MTRRdefType);
 590
 591         /* For now, bail out if MTRRs are not enabled. */
 592         if (!(mtrrdef & MTRR_DEF_ENABLE)) {
 593                 if (bootverbose)
 594                         printf("CPU supports MTRRs but not enabled\n");
 595                 return;
 596         }
 597         nmdesc = mtrrcap & MTRR_CAP_VCNT;
 598         if (bootverbose)
 599                 printf("Pentium Pro MTRR support enabled\n");
 600
 601         /*
 602          * Determine the size of the PhysMask and PhysBase fields in
 603          * the variable range MTRRs.  If the extended CPUID 0x80000008
 604          * is present, use that to figure out how many physical
 605          * address bits the CPU supports.  Otherwise, default to 36
 606          * address bits.
 607          */
 608         if (cpu_exthigh >= 0x80000008) {
 609                 do_cpuid(0x80000008, regs);
 610                 pabits = regs[0] & 0xff;
 611         } else
 612                 pabits = 36;
 613         mtrr_physmask = ((1ULL << pabits) - 1) & ~0xfffULL;
 614
 615         /* If fixed MTRRs supported and enabled. */
 616         if ((mtrrcap & MTRR_CAP_FIXED) && (mtrrdef & MTRR_DEF_FIXED_ENABLE)) {
 617                 sc->mr_cap = MR686_FIXMTRR;
 618                 nmdesc += MTRR_N64K + MTRR_N16K + MTRR_N4K;
 619         }
 620
 621         sc->mr_desc = malloc(nmdesc * sizeof(struct mem_range_desc), M_MEMDESC,
 622             M_WAITOK | M_ZERO);
 623         sc->mr_ndesc = nmdesc;
 624
 625         mrd = sc->mr_desc;
 626
 627         /* Populate the fixed MTRR entries' base/length. */
 628         if (sc->mr_cap & MR686_FIXMTRR) {
 629                 for (i = 0; i < MTRR_N64K; i++, mrd++) {
 630                         mrd->mr_base = i * 0x10000;
 631                         mrd->mr_len = 0x10000;
 632                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 633                             MDF_FIXACTIVE;
 634                 }
 635                 for (i = 0; i < MTRR_N16K; i++, mrd++) {
 636                         mrd->mr_base = i * 0x4000 + 0x80000;
 637                         mrd->mr_len = 0x4000;
 638                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 639                             MDF_FIXACTIVE;
 640                 }
 641                 for (i = 0; i < MTRR_N4K; i++, mrd++) {
 642                         mrd->mr_base = i * 0x1000 + 0xc0000;
 643                         mrd->mr_len = 0x1000;
 644                         mrd->mr_flags = MDF_FIXBASE | MDF_FIXLEN |
 645                             MDF_FIXACTIVE;
 646                 }
 647         }
 648
 649         /*
 650          * Get current settings, anything set now is considered to
 651          * have been set by the firmware. (XXX has something already
 652          * played here?)
 653          */
 654         i686_mrfetch(sc);
 655         mrd = sc->mr_desc;
 656         for (i = 0; i < sc->mr_ndesc; i++, mrd++) {
 657                 if (mrd->mr_flags & MDF_ACTIVE)
 658                         mrd->mr_flags |= MDF_FIRMWARE;
 659         }
 660 }
 661
 662 /*
 663  * Initialise MTRRs on an AP after the BSP has run the init code.
 664  */
 665 static void
 666 i686_mrAPinit(struct mem_range_softc *sc)
 667 {
 668
 669         i686_mrstoreone(sc);
 670         wrmsr(MSR_MTRRdefType, mtrrdef);
 671 }
 672
 673 /*
 674  * Re-initialise running CPU(s) MTRRs to match the ranges in the descriptor
 675  * list.
 676  *
 677  * XXX Must be called with interrupts enabled.
 678  */
 679 static void
 680 i686_mrreinit(struct mem_range_softc *sc)
 681 {
 682 #ifdef SMP
 683         /*
 684          * We should use ipi_all_but_self() to call other CPUs into a
 685          * locking gate, then call a target function to do this work.
 686          * The "proper" solution involves a generalised locking gate
 687          * implementation, not ready yet.
 688          */
 689         smp_rendezvous(NULL, (void *)i686_mrAPinit, NULL, sc);
 690 #else
 691         disable_intr();                         /* disable interrupts */
 692         i686_mrAPinit(sc);
 693         enable_intr();
 694 #endif
 695 }
 696
 697 static void
 698 i686_mem_drvinit(void *unused)
 699 {
 700
 701         if (mtrrs_disabled)
 702                 return;
 703         if (!(cpu_feature & CPUID_MTRR))
 704                 return;
 705         if ((cpu_id & 0xf00) != 0x600 && (cpu_id & 0xf00) != 0xf00)
 706                 return;
 707         switch (cpu_vendor_id) {
 708         case CPU_VENDOR_INTEL:
 709         case CPU_VENDOR_AMD:
 710         case CPU_VENDOR_CENTAUR:
 711                 break;
 712         default:
 713                 return;
 714         }
 715         mem_range_softc.mr_op = &i686_mrops;
 716 }
 717 SYSINIT(i686memdev, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_FIRST, i686_mem_drvinit, NULL);