Merge branch 'vendor/NCURSES'
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / mp_machdep.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
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. The name of the developer may NOT be used to endorse or promote products
11  *    derived from this software without specific prior written permission.
12  *
13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
23  * SUCH DAMAGE.
24  *
25  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/mp_machdep.c,v 1.115.2.15 2003/03/14 21:22:35 jhb Exp $
26  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/mp_machdep.c,v 1.60 2008/06/07 12:03:52 mneumann Exp $
27  */
28
29 #include "opt_cpu.h"
30
31 #include <sys/param.h>
32 #include <sys/systm.h>
33 #include <sys/kernel.h>
34 #include <sys/sysctl.h>
35 #include <sys/malloc.h>
36 #include <sys/memrange.h>
37 #include <sys/cons.h>   /* cngetc() */
38 #include <sys/machintr.h>
39
40 #include <vm/vm.h>
41 #include <vm/vm_param.h>
42 #include <vm/pmap.h>
43 #include <vm/vm_kern.h>
44 #include <vm/vm_extern.h>
45 #include <sys/lock.h>
46 #include <vm/vm_map.h>
47 #include <sys/user.h>
48 #ifdef GPROF 
49 #include <sys/gmon.h>
50 #endif
51
52 #include <machine/smp.h>
53 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
54 #include <machine/atomic.h>
55 #include <machine/cpufunc.h>
56 #include <machine_base/apic/mpapic.h>
57 #include <machine/psl.h>
58 #include <machine/segments.h>
59 #include <machine/tss.h>
60 #include <machine/specialreg.h>
61 #include <machine/globaldata.h>
62
63 #include <machine/md_var.h>             /* setidt() */
64 #include <machine_base/icu/icu.h>               /* IPIs */
65 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>      /* IPIs */
66
67 #define FIXUP_EXTRA_APIC_INTS   8       /* additional entries we may create */
68
69 #define WARMBOOT_TARGET         0
70 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
71 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
72
73 #define BIOS_BASE               (0xf0000)
74 #define BIOS_SIZE               (0x10000)
75 #define BIOS_COUNT              (BIOS_SIZE/4)
76
77 #define CMOS_REG                (0x70)
78 #define CMOS_DATA               (0x71)
79 #define BIOS_RESET              (0x0f)
80 #define BIOS_WARM               (0x0a)
81
82 #define PROCENTRY_FLAG_EN       0x01
83 #define PROCENTRY_FLAG_BP       0x02
84 #define IOAPICENTRY_FLAG_EN     0x01
85
86
87 /* MP Floating Pointer Structure */
88 typedef struct MPFPS {
89         char    signature[4];
90         u_int32_t pap;
91         u_char  length;
92         u_char  spec_rev;
93         u_char  checksum;
94         u_char  mpfb1;
95         u_char  mpfb2;
96         u_char  mpfb3;
97         u_char  mpfb4;
98         u_char  mpfb5;
99 }      *mpfps_t;
100
101 /* MP Configuration Table Header */
102 typedef struct MPCTH {
103         char    signature[4];
104         u_short base_table_length;
105         u_char  spec_rev;
106         u_char  checksum;
107         u_char  oem_id[8];
108         u_char  product_id[12];
109         u_int32_t oem_table_pointer;
110         u_short oem_table_size;
111         u_short entry_count;
112         u_int32_t apic_address;
113         u_short extended_table_length;
114         u_char  extended_table_checksum;
115         u_char  reserved;
116 }      *mpcth_t;
117
118
119 typedef struct PROCENTRY {
120         u_char  type;
121         u_char  apic_id;
122         u_char  apic_version;
123         u_char  cpu_flags;
124         u_int32_t cpu_signature;
125         u_int32_t feature_flags;
126         u_int32_t reserved1;
127         u_int32_t reserved2;
128 }      *proc_entry_ptr;
129
130 typedef struct BUSENTRY {
131         u_char  type;
132         u_char  bus_id;
133         char    bus_type[6];
134 }      *bus_entry_ptr;
135
136 typedef struct IOAPICENTRY {
137         u_char  type;
138         u_char  apic_id;
139         u_char  apic_version;
140         u_char  apic_flags;
141         u_int32_t apic_address;
142 }      *io_apic_entry_ptr;
143
144 typedef struct INTENTRY {
145         u_char  type;
146         u_char  int_type;
147         u_short int_flags;
148         u_char  src_bus_id;
149         u_char  src_bus_irq;
150         u_char  dst_apic_id;
151         u_char  dst_apic_int;
152 }      *int_entry_ptr;
153
154 /* descriptions of MP basetable entries */
155 typedef struct BASETABLE_ENTRY {
156         u_char  type;
157         u_char  length;
158         char    name[16];
159 }       basetable_entry;
160
161 /*
162  * this code MUST be enabled here and in mpboot.s.
163  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
164  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
165  *
166  */
167 #if defined(CHECK_POINTS)
168 #define CHECK_READ(A)    (outb(CMOS_REG, (A)), inb(CMOS_DATA))
169 #define CHECK_WRITE(A,D) (outb(CMOS_REG, (A)), outb(CMOS_DATA, (D)))
170
171 #define CHECK_INIT(D);                          \
172         CHECK_WRITE(0x34, (D));                 \
173         CHECK_WRITE(0x35, (D));                 \
174         CHECK_WRITE(0x36, (D));                 \
175         CHECK_WRITE(0x37, (D));                 \
176         CHECK_WRITE(0x38, (D));                 \
177         CHECK_WRITE(0x39, (D));
178
179 #define CHECK_PRINT(S);                         \
180         kprintf("%s: %d, %d, %d, %d, %d, %d\n", \
181            (S),                                 \
182            CHECK_READ(0x34),                    \
183            CHECK_READ(0x35),                    \
184            CHECK_READ(0x36),                    \
185            CHECK_READ(0x37),                    \
186            CHECK_READ(0x38),                    \
187            CHECK_READ(0x39));
188
189 #else                           /* CHECK_POINTS */
190
191 #define CHECK_INIT(D)
192 #define CHECK_PRINT(S)
193
194 #endif                          /* CHECK_POINTS */
195
196 /*
197  * Values to send to the POST hardware.
198  */
199 #define MP_BOOTADDRESS_POST     0x10
200 #define MP_PROBE_POST           0x11
201 #define MPTABLE_PASS1_POST      0x12
202
203 #define MP_START_POST           0x13
204 #define MP_ENABLE_POST          0x14
205 #define MPTABLE_PASS2_POST      0x15
206
207 #define START_ALL_APS_POST      0x16
208 #define INSTALL_AP_TRAMP_POST   0x17
209 #define START_AP_POST           0x18
210
211 #define MP_ANNOUNCE_POST        0x19
212
213 static int need_hyperthreading_fixup;
214 static u_int logical_cpus;
215 u_int   logical_cpus_mask;
216
217 /** XXX FIXME: where does this really belong, isa.h/isa.c perhaps? */
218 int     current_postcode;
219
220 /** XXX FIXME: what system files declare these??? */
221 extern struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
222
223 int     bsp_apic_ready = 0;     /* flags useability of BSP apic */
224 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
225 int     mp_nbusses;             /* # of busses */
226 #ifdef APIC_IO
227 int     mp_napics;              /* # of IO APICs */
228 #endif
229 int     boot_cpu_id;            /* designated BSP */
230 vm_offset_t cpu_apic_address;
231 #ifdef APIC_IO
232 vm_offset_t io_apic_address[NAPICID];   /* NAPICID is more than enough */
233 u_int32_t *io_apic_versions;
234 #endif
235 extern  int nkpt;
236
237 u_int32_t cpu_apic_versions[MAXCPU];
238 int64_t tsc0_offset;
239 extern int64_t tsc_offsets[];
240
241 #ifdef APIC_IO
242 struct apic_intmapinfo  int_to_apicintpin[APIC_INTMAPSIZE];
243 #endif
244
245 /*
246  * APIC ID logical/physical mapping structures.
247  * We oversize these to simplify boot-time config.
248  */
249 int     cpu_num_to_apic_id[NAPICID];
250 #ifdef APIC_IO
251 int     io_num_to_apic_id[NAPICID];
252 #endif
253 int     apic_id_to_logical[NAPICID];
254
255 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
256 char *bootSTK;
257 static int bootAP;
258
259 /* Hotwire a 0->4MB V==P mapping */
260 extern pt_entry_t *KPTphys;
261
262 /*
263  * SMP page table page.  Setup by locore to point to a page table
264  * page from which we allocate per-cpu privatespace areas io_apics,
265  * and so forth.
266  */
267
268 #define IO_MAPPING_START_INDEX  \
269                 (SMP_MAXCPU * sizeof(struct privatespace) / PAGE_SIZE)
270
271 extern pt_entry_t *SMPpt;
272
273 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
274
275 extern inthand_t IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
276
277 /*
278  * Local data and functions.
279  */
280
281 static int      mp_capable;
282 static u_int    boot_address;
283 static u_int    base_memory;
284 static int      mp_finish;
285
286 static mpfps_t  mpfps;
287 static long     search_for_sig(u_int32_t target, int count);
288 static void     mp_enable(u_int boot_addr);
289
290 static void     mptable_hyperthread_fixup(u_int id_mask);
291 static void     mptable_pass1(void);
292 static int      mptable_pass2(void);
293 static void     default_mp_table(int type);
294 static void     fix_mp_table(void);
295 #ifdef APIC_IO
296 static void     setup_apic_irq_mapping(void);
297 static int      apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type);
298 #endif
299 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
300 #if 0
301 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
302 #endif
303 static int      start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr);
304
305 static cpumask_t smp_startup_mask = 1;  /* which cpus have been started */
306 cpumask_t smp_active_mask = 1;  /* which cpus are ready for IPIs etc? */
307 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RD, &smp_active_mask, 0, "");
308 static u_int    bootMP_size;
309
310 /*
311  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
312  */
313 u_int
314 mp_bootaddress(u_int basemem)
315 {
316         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
317
318         base_memory = basemem;
319
320         bootMP_size = mptramp_end - mptramp_start;
321         boot_address = trunc_page(basemem * 1024); /* round down to 4k boundary */
322         if (((basemem * 1024) - boot_address) < bootMP_size)
323                 boot_address -= PAGE_SIZE;      /* not enough, lower by 4k */
324         /* 3 levels of page table pages */
325         mptramp_pagetables = boot_address - (PAGE_SIZE * 3);
326
327         return mptramp_pagetables;
328 }
329
330
331 /*
332  * Look for an Intel MP spec table (ie, SMP capable hardware).
333  */
334 int
335 mp_probe(void)
336 {
337         long    x;
338         u_long  segment;
339         u_int32_t target;
340  
341         /*
342          * Make sure our SMPpt[] page table is big enough to hold all the
343          * mappings we need.
344          */
345         KKASSERT(IO_MAPPING_START_INDEX < NPTEPG - 2);
346
347         POSTCODE(MP_PROBE_POST);
348
349         /* see if EBDA exists */
350         if ((segment = (u_long) * (u_short *) (KERNBASE + 0x40e)) != 0) {
351                 /* search first 1K of EBDA */
352                 target = (u_int32_t) (segment << 4);
353                 if ((x = search_for_sig(target, 1024 / 4)) != -1L)
354                         goto found;
355         } else {
356                 /* last 1K of base memory, effective 'top of base' passed in */
357                 target = (u_int32_t) (base_memory - 0x400);
358                 if ((x = search_for_sig(target, 1024 / 4)) != -1L)
359                         goto found;
360         }
361
362         /* search the BIOS */
363         target = (u_int32_t) BIOS_BASE;
364         if ((x = search_for_sig(target, BIOS_COUNT)) != -1L)
365                 goto found;
366
367         /* nothing found */
368         mpfps = (mpfps_t)0;
369         mp_capable = 0;
370         return 0;
371
372 found:
373         /*
374          * Calculate needed resources.  We can safely map physical
375          * memory into SMPpt after mptable_pass1() completes.
376          */
377         mpfps = (mpfps_t)x;
378         mptable_pass1();
379
380         /* flag fact that we are running multiple processors */
381         mp_capable = 1;
382         return 1;
383 }
384
385
386 /*
387  * Startup the SMP processors.
388  */
389 void
390 mp_start(void)
391 {
392         POSTCODE(MP_START_POST);
393
394         /* look for MP capable motherboard */
395         if (mp_capable)
396                 mp_enable(boot_address);
397         else
398                 panic("MP hardware not found!");
399 }
400
401
402 /*
403  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
404  */
405 void
406 mp_announce(void)
407 {
408         int     x;
409
410         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
411
412         kprintf("DragonFly/MP: Multiprocessor motherboard\n");
413         kprintf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d", CPU_TO_ID(0));
414         kprintf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[0]);
415         kprintf(", at 0x%08jx\n", (intmax_t)cpu_apic_address);
416         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
417                 kprintf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d", x, CPU_TO_ID(x));
418                 kprintf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[x]);
419                 kprintf(", at 0x%08jx\n", (intmax_t)cpu_apic_address);
420         }
421
422 #if defined(APIC_IO)
423         for (x = 0; x < mp_napics; ++x) {
424                 kprintf(" io%d (APIC): apic id: %2d", x, IO_TO_ID(x));
425                 kprintf(", version: 0x%08x", io_apic_versions[x]);
426                 kprintf(", at 0x%08x\n", io_apic_address[x]);
427         }
428 #else
429         kprintf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
430 #endif  /* APIC_IO */
431 }
432
433 /*
434  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
435  *
436  * WARNING! %gs is not set up on entry.  This routine sets up %gs.
437  */
438 void
439 init_secondary(void)
440 {
441         int     gsel_tss;
442         int     x, myid = bootAP;
443         u_int64_t msr, cr0;
444         struct mdglobaldata *md;
445         struct privatespace *ps;
446
447         ps = &CPU_prvspace[myid];
448
449         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
450                 (long) &ps->mdglobaldata.gd_common_tss;
451         ps->mdglobaldata.mi.gd_prvspace = ps;
452
453         /* We fill the 32-bit segment descriptors */
454         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
455                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
456                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[myid * NGDT + x]);
457         }
458         /* And now a 64-bit one */
459         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
460             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL]);
461
462         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
463         r_gdt.rd_base = (long) &gdt[myid * NGDT];
464         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
465
466         /* lgdt() destroys the GSBASE value, so we load GSBASE after lgdt() */
467         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
468         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)ps);
469         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* XXX User value while we're in the kernel */
470
471         lidt(&r_idt);
472
473 #if 0
474         lldt(_default_ldt);
475         mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
476 #endif
477
478         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
479         gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd_type = SDT_SYSTSS;
480
481         md = mdcpu;     /* loaded through %gs:0 (mdglobaldata.mi.gd_prvspace)*/
482
483         md->gd_common_tss.tss_rsp0 = 0; /* not used until after switch */
484 #if 0 /* JG XXX */
485         md->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof md->gd_common_tss) << 16;
486 #endif
487         md->gd_tss_gdt = &gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL];
488         md->gd_common_tssd = *md->gd_tss_gdt;
489 #if 0 /* JG XXX */
490         md->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&doublefault_stack[PAGE_SIZE];
491 #endif
492         ltr(gsel_tss);
493
494         /*
495          * Set to a known state:
496          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
497          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
498          */
499         cr0 = rcr0();
500         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
501         load_cr0(cr0);
502
503         /* Set up the fast syscall stuff */
504         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
505         wrmsr(MSR_EFER, msr);
506         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
507         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
508         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
509               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
510         wrmsr(MSR_STAR, msr);
511         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
512
513         pmap_set_opt();         /* PSE/4MB pages, etc */
514 #if JGXXX
515         /* Initialize the PAT MSR. */
516         pmap_init_pat();
517 #endif
518
519         /* set up CPU registers and state */
520         cpu_setregs();
521
522         /* set up SSE/NX registers */
523         initializecpu();
524
525         /* set up FPU state on the AP */
526         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
527
528         /* disable the APIC, just to be SURE */
529         lapic->svr &= ~APIC_SVR_ENABLE;
530
531         /* data returned to BSP */
532         cpu_apic_versions[0] = lapic->version;
533 }
534
535 /*******************************************************************
536  * local functions and data
537  */
538
539 /*
540  * start the SMP system
541  */
542 static void
543 mp_enable(u_int boot_addr)
544 {
545         int     x;
546 #if defined(APIC_IO)
547         int     apic;
548         u_int   ux;
549 #endif  /* APIC_IO */
550
551         POSTCODE(MP_ENABLE_POST);
552
553 #if 0 /* JGXXX */
554         /* turn on 4MB of V == P addressing so we can get to MP table */
555         *(int *)PTD = PG_V | PG_RW | ((uintptr_t)(void *)KPTphys & PG_FRAME);
556         cpu_invltlb();
557 #endif
558
559         /* examine the MP table for needed info, uses physical addresses */
560         x = mptable_pass2();
561
562 #if 0 /* JGXXX */
563         *(int *)PTD = 0;
564         cpu_invltlb();
565 #endif /* 0 JGXXX */
566
567         /* can't process default configs till the CPU APIC is pmapped */
568         if (x)
569                 default_mp_table(x);
570
571         /* post scan cleanup */
572         fix_mp_table();
573
574 #if defined(APIC_IO)
575
576         setup_apic_irq_mapping();
577
578         /* fill the LOGICAL io_apic_versions table */
579         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) {
580                 ux = io_apic_read(apic, IOAPIC_VER);
581                 io_apic_versions[apic] = ux;
582                 io_apic_set_id(apic, IO_TO_ID(apic));
583         }
584
585         /* program each IO APIC in the system */
586         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic)
587                 if (io_apic_setup(apic) < 0)
588                         panic("IO APIC setup failure");
589
590 #endif  /* APIC_IO */
591
592         /*
593          * These are required for SMP operation
594          */
595
596         /* install a 'Spurious INTerrupt' vector */
597         setidt(XSPURIOUSINT_OFFSET, Xspuriousint,
598                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
599
600         /* install an inter-CPU IPI for TLB invalidation */
601         setidt(XINVLTLB_OFFSET, Xinvltlb,
602                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
603
604         /* install an inter-CPU IPI for IPIQ messaging */
605         setidt(XIPIQ_OFFSET, Xipiq,
606                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
607
608         /* install a timer vector */
609         setidt(XTIMER_OFFSET, Xtimer,
610                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
611         
612         /* install an inter-CPU IPI for CPU stop/restart */
613         setidt(XCPUSTOP_OFFSET, Xcpustop,
614                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
615
616         /* start each Application Processor */
617         start_all_aps(boot_addr);
618 }
619
620
621 /*
622  * look for the MP spec signature
623  */
624
625 /* string defined by the Intel MP Spec as identifying the MP table */
626 #define MP_SIG          0x5f504d5f      /* _MP_ */
627 #define NEXT(X)         ((X) += 4)
628 static long
629 search_for_sig(u_int32_t target, int count)
630 {
631         int     x;
632         u_int32_t *addr = (u_int32_t *) (KERNBASE + target);
633
634         for (x = 0; x < count; NEXT(x))
635                 if (addr[x] == MP_SIG)
636                         /* make array index a byte index */
637                         return (long)(&addr[x]);
638
639         return -1;
640 }
641
642
643 static basetable_entry basetable_entry_types[] =
644 {
645         {0, 20, "Processor"},
646         {1, 8, "Bus"},
647         {2, 8, "I/O APIC"},
648         {3, 8, "I/O INT"},
649         {4, 8, "Local INT"}
650 };
651
652 typedef struct BUSDATA {
653         u_char  bus_id;
654         enum busTypes bus_type;
655 }       bus_datum;
656
657 typedef struct INTDATA {
658         u_char  int_type;
659         u_short int_flags;
660         u_char  src_bus_id;
661         u_char  src_bus_irq;
662         u_char  dst_apic_id;
663         u_char  dst_apic_int;
664         u_char  int_vector;
665 }       io_int, local_int;
666
667 typedef struct BUSTYPENAME {
668         u_char  type;
669         char    name[7];
670 }       bus_type_name;
671
672 static bus_type_name bus_type_table[] =
673 {
674         {CBUS, "CBUS"},
675         {CBUSII, "CBUSII"},
676         {EISA, "EISA"},
677         {MCA, "MCA"},
678         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
679         {ISA, "ISA"},
680         {MCA, "MCA"},
681         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
682         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
683         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
684         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
685         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
686         {PCI, "PCI"},
687         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
688         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
689         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
690         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
691         {XPRESS, "XPRESS"},
692         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"}
693 };
694 /* from MP spec v1.4, table 5-1 */
695 static int default_data[7][5] =
696 {
697 /*   nbus, id0, type0, id1, type1 */
698         {1, 0, ISA, 255, 255},
699         {1, 0, EISA, 255, 255},
700         {1, 0, EISA, 255, 255},
701         {1, 0, MCA, 255, 255},
702         {2, 0, ISA, 1, PCI},
703         {2, 0, EISA, 1, PCI},
704         {2, 0, MCA, 1, PCI}
705 };
706
707
708 /* the bus data */
709 static bus_datum *bus_data;
710
711 #ifdef APIC_IO
712 /* the IO INT data, one entry per possible APIC INTerrupt */
713 static io_int  *io_apic_ints;
714 static int nintrs;
715 #endif
716
717 static int processor_entry      (proc_entry_ptr entry, int cpu);
718 static int bus_entry            (bus_entry_ptr entry, int bus);
719 #ifdef APIC_IO
720 static int io_apic_entry        (io_apic_entry_ptr entry, int apic);
721 static int int_entry            (int_entry_ptr entry, int intr);
722 #endif
723 static int lookup_bus_type      (char *name);
724
725
726 /*
727  * 1st pass on motherboard's Intel MP specification table.
728  *
729  * initializes:
730  *      ncpus = 1
731  *
732  * determines:
733  *      cpu_apic_address (common to all CPUs)
734  *      io_apic_address[N]
735  *      mp_naps
736  *      mp_nbusses
737  *      mp_napics
738  *      nintrs
739  */
740 static void
741 mptable_pass1(void)
742 {
743 #ifdef APIC_IO
744         int     x;
745 #endif
746         mpcth_t cth;
747         int     totalSize;
748         void*   position;
749         int     count;
750         int     type;
751         u_int   id_mask;
752
753         POSTCODE(MPTABLE_PASS1_POST);
754
755 #ifdef APIC_IO
756         /* clear various tables */
757         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
758                 io_apic_address[x] = ~0;        /* IO APIC address table */
759         }
760 #endif
761
762         /* init everything to empty */
763         mp_naps = 0;
764         mp_nbusses = 0;
765 #ifdef APIC_IO
766         mp_napics = 0;
767         nintrs = 0;
768 #endif
769         id_mask = 0;
770
771         /* check for use of 'default' configuration */
772         if (mpfps->mpfb1 != 0) {
773                 /* use default addresses */
774                 cpu_apic_address = DEFAULT_APIC_BASE;
775 #ifdef APIC_IO
776                 io_apic_address[0] = DEFAULT_IO_APIC_BASE;
777 #endif
778
779                 /* fill in with defaults */
780                 mp_naps = 2;            /* includes BSP */
781                 mp_nbusses = default_data[mpfps->mpfb1 - 1][0];
782 #if defined(APIC_IO)
783                 mp_napics = 1;
784                 nintrs = 16;
785 #endif  /* APIC_IO */
786         }
787         else {
788                 if (mpfps->pap == 0)
789                         panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
790                 cth = (void *)PHYS_TO_DMAP(mpfps->pap);
791
792                 cpu_apic_address = (vm_offset_t) cth->apic_address;
793
794                 /* walk the table, recording info of interest */
795                 totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
796                 position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
797                 count = cth->entry_count;
798
799                 while (count--) {
800                         switch (type = *(u_char *) position) {
801                         case 0: /* processor_entry */
802                                 if (((proc_entry_ptr)position)->cpu_flags
803                                     & PROCENTRY_FLAG_EN) {
804                                         ++mp_naps;
805                                         id_mask |= 1 <<
806                                             ((proc_entry_ptr)position)->apic_id;
807                                 }
808                                 break;
809                         case 1: /* bus_entry */
810                                 ++mp_nbusses;
811                                 break;
812                         case 2: /* io_apic_entry */
813 #ifdef APIC_IO
814                                 if (((io_apic_entry_ptr)position)->apic_flags
815                                         & IOAPICENTRY_FLAG_EN)
816                                         io_apic_address[mp_napics++] =
817                                             (vm_offset_t)((io_apic_entry_ptr)
818                                                 position)->apic_address;
819 #endif
820                                 break;
821                         case 3: /* int_entry */
822 #ifdef APIC_IO
823                                 ++nintrs;
824 #endif
825                                 break;
826                         case 4: /* int_entry */
827                                 break;
828                         default:
829                                 panic("mpfps Base Table HOSED!");
830                                 /* NOTREACHED */
831                         }
832
833                         totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
834                         position = (uint8_t *)position +
835                             basetable_entry_types[type].length;
836                 }
837         }
838
839         /* qualify the numbers */
840         if (mp_naps > MAXCPU) {
841                 kprintf("Warning: only using %d of %d available CPUs!\n",
842                         MAXCPU, mp_naps);
843                 mp_naps = MAXCPU;
844         }
845
846         /* See if we need to fixup HT logical CPUs. */
847         mptable_hyperthread_fixup(id_mask);
848         
849         /*
850          * Count the BSP.
851          * This is also used as a counter while starting the APs.
852          */
853         ncpus = 1;
854
855         --mp_naps;      /* subtract the BSP */
856 }
857
858
859 /*
860  * 2nd pass on motherboard's Intel MP specification table.
861  *
862  * sets:
863  *      boot_cpu_id
864  *      ID_TO_IO(N), phy APIC ID to log CPU/IO table
865  *      CPU_TO_ID(N), logical CPU to APIC ID table
866  *      IO_TO_ID(N), logical IO to APIC ID table
867  *      bus_data[N]
868  *      io_apic_ints[N]
869  */
870 static int
871 mptable_pass2(void)
872 {
873         struct PROCENTRY proc;
874         int     x;
875         mpcth_t cth;
876         int     totalSize;
877         void*   position;
878         int     count;
879         int     type;
880         int     apic, bus, cpu, intr;
881         int     i;
882
883         POSTCODE(MPTABLE_PASS2_POST);
884
885         /* Initialize fake proc entry for use with HT fixup. */
886         bzero(&proc, sizeof(proc));
887         proc.type = 0;
888         proc.cpu_flags = PROCENTRY_FLAG_EN;
889
890 #ifdef APIC_IO
891         MALLOC(io_apic_versions, u_int32_t *, sizeof(u_int32_t) * mp_napics,
892             M_DEVBUF, M_WAITOK);
893         MALLOC(ioapic, volatile ioapic_t **, sizeof(ioapic_t *) * mp_napics,
894             M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
895         MALLOC(io_apic_ints, io_int *, sizeof(io_int) * (nintrs + FIXUP_EXTRA_APIC_INTS),
896             M_DEVBUF, M_WAITOK);
897 #endif
898         MALLOC(bus_data, bus_datum *, sizeof(bus_datum) * mp_nbusses,
899             M_DEVBUF, M_WAITOK);
900
901 #ifdef APIC_IO
902         for (i = 0; i < mp_napics; i++) {
903                 ioapic[i] = permanent_io_mapping(io_apic_address[i]);
904         }
905 #endif
906
907         /* clear various tables */
908         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
909                 CPU_TO_ID(x) = -1;      /* logical CPU to APIC ID table */
910 #ifdef APIC_IO
911                 ID_TO_IO(x) = -1;       /* phy APIC ID to log CPU/IO table */
912                 IO_TO_ID(x) = -1;       /* logical IO to APIC ID table */
913 #endif
914         }
915
916         /* clear bus data table */
917         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
918                 bus_data[x].bus_id = 0xff;
919
920 #ifdef APIC_IO
921         /* clear IO APIC INT table */
922         for (x = 0; x < (nintrs + 1); ++x) {
923                 io_apic_ints[x].int_type = 0xff;
924                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
925         }
926 #endif
927
928         /* setup the cpu/apic mapping arrays */
929         boot_cpu_id = -1;
930
931         /* record whether PIC or virtual-wire mode */
932         machintr_setvar_simple(MACHINTR_VAR_IMCR_PRESENT, mpfps->mpfb2 & 0x80);
933
934         /* check for use of 'default' configuration */
935         if (mpfps->mpfb1 != 0)
936                 return mpfps->mpfb1;    /* return default configuration type */
937
938         if (mpfps->pap == 0)
939                 panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
940
941         cth = (void *)PHYS_TO_DMAP(mpfps->pap);
942         /* walk the table, recording info of interest */
943         totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
944         position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
945         count = cth->entry_count;
946         apic = bus = intr = 0;
947         cpu = 1;                                /* pre-count the BSP */
948
949         while (count--) {
950                 switch (type = *(u_char *) position) {
951                 case 0:
952                         if (processor_entry(position, cpu))
953                                 ++cpu;
954
955                         if (need_hyperthreading_fixup) {
956                                 /*
957                                  * Create fake mptable processor entries
958                                  * and feed them to processor_entry() to
959                                  * enumerate the logical CPUs.
960                                  */
961                                 proc.apic_id = ((proc_entry_ptr)position)->apic_id;
962                                 for (i = 1; i < logical_cpus; i++) {
963                                         proc.apic_id++;
964                                         processor_entry(&proc, cpu);
965                                         logical_cpus_mask |= (1 << cpu);
966                                         cpu++;
967                                 }
968                         }
969                         break;
970                 case 1:
971                         if (bus_entry(position, bus))
972                                 ++bus;
973                         break;
974                 case 2:
975 #ifdef APIC_IO
976                         if (io_apic_entry(position, apic))
977                                 ++apic;
978 #endif
979                         break;
980                 case 3:
981 #ifdef APIC_IO
982                         if (int_entry(position, intr))
983                                 ++intr;
984 #endif
985                         break;
986                 case 4:
987                         /* int_entry(position); */
988                         break;
989                 default:
990                         panic("mpfps Base Table HOSED!");
991                         /* NOTREACHED */
992                 }
993
994                 totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
995                 position = (uint8_t *)position + basetable_entry_types[type].length;
996         }
997
998         if (boot_cpu_id == -1)
999                 panic("NO BSP found!");
1000
1001         /* report fact that its NOT a default configuration */
1002         return 0;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Check if we should perform a hyperthreading "fix-up" to
1007  * enumerate any logical CPU's that aren't already listed
1008  * in the table.
1009  *
1010  * XXX: We assume that all of the physical CPUs in the
1011  * system have the same number of logical CPUs.
1012  *
1013  * XXX: We assume that APIC ID's are allocated such that
1014  * the APIC ID's for a physical processor are aligned
1015  * with the number of logical CPU's in the processor.
1016  */
1017 static void
1018 mptable_hyperthread_fixup(u_int id_mask)
1019 {
1020         u_int i, id;
1021
1022         /* Nothing to do if there is no HTT support. */
1023         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0)
1024                 return;
1025         logical_cpus = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16;
1026         if (logical_cpus <= 1)
1027                 return;
1028
1029         /*
1030          * For each APIC ID of a CPU that is set in the mask,
1031          * scan the other candidate APIC ID's for this
1032          * physical processor.  If any of those ID's are
1033          * already in the table, then kill the fixup.
1034          */
1035         for (id = 0; id <= MAXCPU; id++) {
1036                 if ((id_mask & 1 << id) == 0)
1037                         continue;
1038                 /* First, make sure we are on a logical_cpus boundary. */
1039                 if (id % logical_cpus != 0)
1040                         return;
1041                 for (i = id + 1; i < id + logical_cpus; i++)
1042                         if ((id_mask & 1 << i) != 0)
1043                                 return;
1044         }
1045
1046         /*
1047          * Ok, the ID's checked out, so enable the fixup.  We have to fixup
1048          * mp_naps right now.
1049          */
1050         need_hyperthreading_fixup = 1;
1051         mp_naps *= logical_cpus;
1052 }
1053
1054 #ifdef APIC_IO
1055
1056 void
1057 assign_apic_irq(int apic, int intpin, int irq)
1058 {
1059         int x;
1060         
1061         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1062                 panic("assign_apic_irq: inconsistent table");
1063         
1064         int_to_apicintpin[irq].ioapic = apic;
1065         int_to_apicintpin[irq].int_pin = intpin;
1066         int_to_apicintpin[irq].apic_address = ioapic[apic];
1067         int_to_apicintpin[irq].redirindex = IOAPIC_REDTBL + 2 * intpin;
1068         
1069         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1070                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 || 
1071                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1072                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1073                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(apic) &&
1074                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == intpin)
1075                         io_apic_ints[x].int_vector = irq;
1076         }
1077 }
1078
1079 void
1080 revoke_apic_irq(int irq)
1081 {
1082         int x;
1083         int oldapic;
1084         int oldintpin;
1085         
1086         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic == -1)
1087                 panic("revoke_apic_irq: inconsistent table");
1088         
1089         oldapic = int_to_apicintpin[irq].ioapic;
1090         oldintpin = int_to_apicintpin[irq].int_pin;
1091
1092         int_to_apicintpin[irq].ioapic = -1;
1093         int_to_apicintpin[irq].int_pin = 0;
1094         int_to_apicintpin[irq].apic_address = NULL;
1095         int_to_apicintpin[irq].redirindex = 0;
1096         
1097         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1098                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 || 
1099                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1100                     io_apic_ints[x].int_vector != 0xff &&
1101                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(oldapic) &&
1102                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == oldintpin)
1103                         io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1104         }
1105 }
1106
1107 /*
1108  * Allocate an IRQ 
1109  */
1110 static void
1111 allocate_apic_irq(int intr)
1112 {
1113         int apic;
1114         int intpin;
1115         int irq;
1116         
1117         if (io_apic_ints[intr].int_vector != 0xff)
1118                 return;         /* Interrupt handler already assigned */
1119         
1120         if (io_apic_ints[intr].int_type != 0 &&
1121             (io_apic_ints[intr].int_type != 3 ||
1122              (io_apic_ints[intr].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1123               io_apic_ints[intr].dst_apic_int == 0)))
1124                 return;         /* Not INT or ExtInt on != (0, 0) */
1125         
1126         irq = 0;
1127         while (irq < APIC_INTMAPSIZE &&
1128                int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1129                 irq++;
1130         
1131         if (irq >= APIC_INTMAPSIZE)
1132                 return;         /* No free interrupt handlers */
1133         
1134         apic = ID_TO_IO(io_apic_ints[intr].dst_apic_id);
1135         intpin = io_apic_ints[intr].dst_apic_int;
1136         
1137         assign_apic_irq(apic, intpin, irq);
1138 }
1139
1140
1141 static void
1142 swap_apic_id(int apic, int oldid, int newid)
1143 {
1144         int x;
1145         int oapic;
1146         
1147
1148         if (oldid == newid)
1149                 return;                 /* Nothing to do */
1150         
1151         kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from %d to %d in MP table\n",
1152                apic, oldid, newid);
1153         
1154         /* Swap physical APIC IDs in interrupt entries */
1155         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1156                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == oldid)
1157                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = newid;
1158                 else if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == newid)
1159                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = oldid;
1160         }
1161         
1162         /* Swap physical APIC IDs in IO_TO_ID mappings */
1163         for (oapic = 0; oapic < mp_napics; oapic++)
1164                 if (IO_TO_ID(oapic) == newid)
1165                         break;
1166         
1167         if (oapic < mp_napics) {
1168                 kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from "
1169                        "%d to %d in MP table\n",
1170                        oapic, newid, oldid);
1171                 IO_TO_ID(oapic) = oldid;
1172         }
1173         IO_TO_ID(apic) = newid;
1174 }
1175
1176
1177 static void
1178 fix_id_to_io_mapping(void)
1179 {
1180         int x;
1181
1182         for (x = 0; x < NAPICID; x++)
1183                 ID_TO_IO(x) = -1;
1184         
1185         for (x = 0; x <= mp_naps; x++)
1186                 if (CPU_TO_ID(x) < NAPICID)
1187                         ID_TO_IO(CPU_TO_ID(x)) = x;
1188         
1189         for (x = 0; x < mp_napics; x++)
1190                 if (IO_TO_ID(x) < NAPICID)
1191                         ID_TO_IO(IO_TO_ID(x)) = x;
1192 }
1193
1194
1195 static int
1196 first_free_apic_id(void)
1197 {
1198         int freeid, x;
1199         
1200         for (freeid = 0; freeid < NAPICID; freeid++) {
1201                 for (x = 0; x <= mp_naps; x++)
1202                         if (CPU_TO_ID(x) == freeid)
1203                                 break;
1204                 if (x <= mp_naps)
1205                         continue;
1206                 for (x = 0; x < mp_napics; x++)
1207                         if (IO_TO_ID(x) == freeid)
1208                                 break;
1209                 if (x < mp_napics)
1210                         continue;
1211                 return freeid;
1212         }
1213         return freeid;
1214 }
1215
1216
1217 static int
1218 io_apic_id_acceptable(int apic, int id)
1219 {
1220         int cpu;                /* Logical CPU number */
1221         int oapic;              /* Logical IO APIC number for other IO APIC */
1222
1223         if (id >= NAPICID)
1224                 return 0;       /* Out of range */
1225         
1226         for (cpu = 0; cpu <= mp_naps; cpu++)
1227                 if (CPU_TO_ID(cpu) == id)
1228                         return 0;       /* Conflict with CPU */
1229         
1230         for (oapic = 0; oapic < mp_napics && oapic < apic; oapic++)
1231                 if (IO_TO_ID(oapic) == id)
1232                         return 0;       /* Conflict with other APIC */
1233         
1234         return 1;               /* ID is acceptable for IO APIC */
1235 }
1236
1237 static
1238 io_int *
1239 io_apic_find_int_entry(int apic, int pin)
1240 {
1241         int     x;
1242
1243         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1244         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1245                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1246                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1247                         return (&io_apic_ints[x]);
1248         }
1249         return NULL;
1250 }
1251
1252 #endif
1253
1254 /*
1255  * parse an Intel MP specification table
1256  */
1257 static void
1258 fix_mp_table(void)
1259 {
1260         int     x;
1261 #ifdef APIC_IO
1262         int     id;
1263         int     apic;           /* IO APIC unit number */
1264         int     freeid;         /* Free physical APIC ID */
1265         int     physid;         /* Current physical IO APIC ID */
1266         io_int *io14;
1267 #endif
1268         int     bus_0 = 0;      /* Stop GCC warning */
1269         int     bus_pci = 0;    /* Stop GCC warning */
1270         int     num_pci_bus;
1271
1272         /*
1273          * Fix mis-numbering of the PCI bus and its INT entries if the BIOS
1274          * did it wrong.  The MP spec says that when more than 1 PCI bus
1275          * exists the BIOS must begin with bus entries for the PCI bus and use
1276          * actual PCI bus numbering.  This implies that when only 1 PCI bus
1277          * exists the BIOS can choose to ignore this ordering, and indeed many
1278          * MP motherboards do ignore it.  This causes a problem when the PCI
1279          * sub-system makes requests of the MP sub-system based on PCI bus
1280          * numbers.     So here we look for the situation and renumber the
1281          * busses and associated INTs in an effort to "make it right".
1282          */
1283
1284         /* find bus 0, PCI bus, count the number of PCI busses */
1285         for (num_pci_bus = 0, x = 0; x < mp_nbusses; ++x) {
1286                 if (bus_data[x].bus_id == 0) {
1287                         bus_0 = x;
1288                 }
1289                 if (bus_data[x].bus_type == PCI) {
1290                         ++num_pci_bus;
1291                         bus_pci = x;
1292                 }
1293         }
1294         /*
1295          * bus_0 == slot of bus with ID of 0
1296          * bus_pci == slot of last PCI bus encountered
1297          */
1298
1299         /* check the 1 PCI bus case for sanity */
1300         /* if it is number 0 all is well */
1301         if (num_pci_bus == 1 &&
1302             bus_data[bus_pci].bus_id != 0) {
1303                 
1304                 /* mis-numbered, swap with whichever bus uses slot 0 */
1305
1306                 /* swap the bus entry types */
1307                 bus_data[bus_pci].bus_type = bus_data[bus_0].bus_type;
1308                 bus_data[bus_0].bus_type = PCI;
1309
1310 #ifdef APIC_IO
1311                 /* swap each relavant INTerrupt entry */
1312                 id = bus_data[bus_pci].bus_id;
1313                 for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1314                         if (io_apic_ints[x].src_bus_id == id) {
1315                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = 0;
1316                         }
1317                         else if (io_apic_ints[x].src_bus_id == 0) {
1318                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = id;
1319                         }
1320                 }
1321 #endif
1322         }
1323
1324 #ifdef APIC_IO
1325         /* Assign IO APIC IDs.
1326          * 
1327          * First try the existing ID. If a conflict is detected, try
1328          * the ID in the MP table.  If a conflict is still detected, find
1329          * a free id.
1330          *
1331          * We cannot use the ID_TO_IO table before all conflicts has been
1332          * resolved and the table has been corrected.
1333          */
1334         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) { /* For all IO APICs */
1335                 
1336                 /* First try to use the value set by the BIOS */
1337                 physid = io_apic_get_id(apic);
1338                 if (io_apic_id_acceptable(apic, physid)) {
1339                         if (IO_TO_ID(apic) != physid)
1340                                 swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), physid);
1341                         continue;
1342                 }
1343
1344                 /* Then check if the value in the MP table is acceptable */
1345                 if (io_apic_id_acceptable(apic, IO_TO_ID(apic)))
1346                         continue;
1347
1348                 /* Last resort, find a free APIC ID and use it */
1349                 freeid = first_free_apic_id();
1350                 if (freeid >= NAPICID)
1351                         panic("No free physical APIC IDs found");
1352                 
1353                 if (io_apic_id_acceptable(apic, freeid)) {
1354                         swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), freeid);
1355                         continue;
1356                 }
1357                 panic("Free physical APIC ID not usable");
1358         }
1359         fix_id_to_io_mapping();
1360 #endif
1361
1362 #ifdef APIC_IO
1363         /* detect and fix broken Compaq MP table */
1364         if (apic_int_type(0, 0) == -1) {
1365                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: 8259->APIC entry missing!\n");
1366                 io_apic_ints[nintrs].int_type = 3;      /* ExtInt */
1367                 io_apic_ints[nintrs].int_vector = 0xff; /* Unassigned */
1368                 /* XXX fixme, set src bus id etc, but it doesn't seem to hurt */
1369                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_id = IO_TO_ID(0);
1370                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 0;  /* Pin 0 */
1371                 nintrs++;
1372         } else if (apic_int_type(0, 0) == 0) {
1373                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: ExtINT entry corrupt!\n");
1374                 for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1375                         if ((0 == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1376                             (0 == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1377                                 io_apic_ints[x].int_type = 3;
1378                                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1379                                 break;
1380                         }
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Fix missing IRQ 15 when IRQ 14 is an ISA interrupt.  IDE
1385          * controllers universally come in pairs.  If IRQ 14 is specified
1386          * as an ISA interrupt, then IRQ 15 had better be too.
1387          *
1388          * [ Shuttle XPC / AMD Athlon X2 ]
1389          *      The MPTable is missing an entry for IRQ 15.  Note that the
1390          *      ACPI table has an entry for both 14 and 15.
1391          */
1392         if (apic_int_type(0, 14) == 0 && apic_int_type(0, 15) == -1) {
1393                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: IRQ 15 not ISA when IRQ 14 is!\n");
1394                 io14 = io_apic_find_int_entry(0, 14);
1395                 io_apic_ints[nintrs] = *io14;
1396                 io_apic_ints[nintrs].src_bus_irq = 15;
1397                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 15;
1398                 nintrs++;
1399         }
1400 #endif
1401 }
1402
1403 #ifdef APIC_IO
1404
1405 /* Assign low level interrupt handlers */
1406 static void
1407 setup_apic_irq_mapping(void)
1408 {
1409         int     x;
1410         int     int_vector;
1411
1412         /* Clear array */
1413         for (x = 0; x < APIC_INTMAPSIZE; x++) {
1414                 int_to_apicintpin[x].ioapic = -1;
1415                 int_to_apicintpin[x].int_pin = 0;
1416                 int_to_apicintpin[x].apic_address = NULL;
1417                 int_to_apicintpin[x].redirindex = 0;
1418         }
1419
1420         /* First assign ISA/EISA interrupts */
1421         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1422                 int_vector = io_apic_ints[x].src_bus_irq;
1423                 if (int_vector < APIC_INTMAPSIZE &&
1424                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff && 
1425                     int_to_apicintpin[int_vector].ioapic == -1 &&
1426                     (apic_int_is_bus_type(x, ISA) ||
1427                      apic_int_is_bus_type(x, EISA)) &&
1428                     io_apic_ints[x].int_type == 0) {
1429                         assign_apic_irq(ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id), 
1430                                         io_apic_ints[x].dst_apic_int,
1431                                         int_vector);
1432                 }
1433         }
1434
1435         /* Assign ExtInt entry if no ISA/EISA interrupt 0 entry */
1436         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1437                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_int == 0 &&
1438                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1439                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff && 
1440                     int_to_apicintpin[0].ioapic == -1 &&
1441                     io_apic_ints[x].int_type == 3) {
1442                         assign_apic_irq(0, 0, 0);
1443                         break;
1444                 }
1445         }
1446
1447         /* Assign PCI interrupts */
1448         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1449                 if (io_apic_ints[x].int_type == 0 &&
1450                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff && 
1451                     apic_int_is_bus_type(x, PCI))
1452                         allocate_apic_irq(x);
1453         }
1454 }
1455
1456 #endif
1457
1458 static int
1459 processor_entry(proc_entry_ptr entry, int cpu)
1460 {
1461         /* check for usability */
1462         if (!(entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN))
1463                 return 0;
1464
1465         if(entry->apic_id >= NAPICID)
1466                 panic("CPU APIC ID out of range (0..%d)", NAPICID - 1);
1467         /* check for BSP flag */
1468         if (entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
1469                 boot_cpu_id = entry->apic_id;
1470                 CPU_TO_ID(0) = entry->apic_id;
1471                 ID_TO_CPU(entry->apic_id) = 0;
1472                 return 0;       /* its already been counted */
1473         }
1474
1475         /* add another AP to list, if less than max number of CPUs */
1476         else if (cpu < MAXCPU) {
1477                 CPU_TO_ID(cpu) = entry->apic_id;
1478                 ID_TO_CPU(entry->apic_id) = cpu;
1479                 return 1;
1480         }
1481
1482         return 0;
1483 }
1484
1485
1486 static int
1487 bus_entry(bus_entry_ptr entry, int bus)
1488 {
1489         int     x;
1490         char    c, name[8];
1491
1492         /* encode the name into an index */
1493         for (x = 0; x < 6; ++x) {
1494                 if ((c = entry->bus_type[x]) == ' ')
1495                         break;
1496                 name[x] = c;
1497         }
1498         name[x] = '\0';
1499
1500         if ((x = lookup_bus_type(name)) == UNKNOWN_BUSTYPE)
1501                 panic("unknown bus type: '%s'", name);
1502
1503         bus_data[bus].bus_id = entry->bus_id;
1504         bus_data[bus].bus_type = x;
1505
1506         return 1;
1507 }
1508
1509 #ifdef APIC_IO
1510
1511 static int
1512 io_apic_entry(io_apic_entry_ptr entry, int apic)
1513 {
1514         if (!(entry->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN))
1515                 return 0;
1516
1517         IO_TO_ID(apic) = entry->apic_id;
1518         if (entry->apic_id < NAPICID)
1519                 ID_TO_IO(entry->apic_id) = apic;
1520
1521         return 1;
1522 }
1523
1524 #endif
1525
1526 static int
1527 lookup_bus_type(char *name)
1528 {
1529         int     x;
1530
1531         for (x = 0; x < MAX_BUSTYPE; ++x)
1532                 if (strcmp(bus_type_table[x].name, name) == 0)
1533                         return bus_type_table[x].type;
1534
1535         return UNKNOWN_BUSTYPE;
1536 }
1537
1538 #ifdef APIC_IO
1539
1540 static int
1541 int_entry(int_entry_ptr entry, int intr)
1542 {
1543         int apic;
1544
1545         io_apic_ints[intr].int_type = entry->int_type;
1546         io_apic_ints[intr].int_flags = entry->int_flags;
1547         io_apic_ints[intr].src_bus_id = entry->src_bus_id;
1548         io_apic_ints[intr].src_bus_irq = entry->src_bus_irq;
1549         if (entry->dst_apic_id == 255) {
1550                 /* This signal goes to all IO APICS.  Select an IO APIC
1551                    with sufficient number of interrupt pins */
1552                 for (apic = 0; apic < mp_napics; apic++)
1553                         if (((io_apic_read(apic, IOAPIC_VER) & 
1554                               IOART_VER_MAXREDIR) >> MAXREDIRSHIFT) >= 
1555                             entry->dst_apic_int)
1556                                 break;
1557                 if (apic < mp_napics)
1558                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = IO_TO_ID(apic);
1559                 else
1560                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1561         } else
1562                 io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1563         io_apic_ints[intr].dst_apic_int = entry->dst_apic_int;
1564
1565         return 1;
1566 }
1567
1568 static int
1569 apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type)
1570 {
1571         int     bus;
1572
1573         for (bus = 0; bus < mp_nbusses; ++bus)
1574                 if ((bus_data[bus].bus_id == io_apic_ints[intr].src_bus_id)
1575                     && ((int) bus_data[bus].bus_type == bus_type))
1576                         return 1;
1577
1578         return 0;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Given a traditional ISA INT mask, return an APIC mask.
1583  */
1584 u_int
1585 isa_apic_mask(u_int isa_mask)
1586 {
1587         int isa_irq;
1588         int apic_pin;
1589
1590 #if defined(SKIP_IRQ15_REDIRECT)
1591         if (isa_mask == (1 << 15)) {
1592                 kprintf("skipping ISA IRQ15 redirect\n");
1593                 return isa_mask;
1594         }
1595 #endif  /* SKIP_IRQ15_REDIRECT */
1596
1597         isa_irq = ffs(isa_mask);                /* find its bit position */
1598         if (isa_irq == 0)                       /* doesn't exist */
1599                 return 0;
1600         --isa_irq;                              /* make it zero based */
1601
1602         apic_pin = isa_apic_irq(isa_irq);       /* look for APIC connection */
1603         if (apic_pin == -1)
1604                 return 0;
1605
1606         return (1 << apic_pin);                 /* convert pin# to a mask */
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Determine which APIC pin an ISA/EISA INT is attached to.
1611  */
1612 #define INTTYPE(I)      (io_apic_ints[(I)].int_type)
1613 #define INTPIN(I)       (io_apic_ints[(I)].dst_apic_int)
1614 #define INTIRQ(I)       (io_apic_ints[(I)].int_vector)
1615 #define INTAPIC(I)      (ID_TO_IO(io_apic_ints[(I)].dst_apic_id))
1616
1617 #define SRCBUSIRQ(I)    (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq)
1618 int
1619 isa_apic_irq(int isa_irq)
1620 {
1621         int     intr;
1622
1623         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1624                 if (INTTYPE(intr) == 0) {               /* standard INT */
1625                         if (SRCBUSIRQ(intr) == isa_irq) {
1626                                 if (apic_int_is_bus_type(intr, ISA) ||
1627                                     apic_int_is_bus_type(intr, EISA)) {
1628                                         if (INTIRQ(intr) == 0xff)
1629                                                 return -1; /* unassigned */
1630                                         return INTIRQ(intr);    /* found */
1631                                 }
1632                         }
1633                 }
1634         }
1635         return -1;                                      /* NOT found */
1636 }
1637
1638
1639 /*
1640  * Determine which APIC pin a PCI INT is attached to.
1641  */
1642 #define SRCBUSID(I)     (io_apic_ints[(I)].src_bus_id)
1643 #define SRCBUSDEVICE(I) ((io_apic_ints[(I)].src_bus_irq >> 2) & 0x1f)
1644 #define SRCBUSLINE(I)   (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq & 0x03)
1645 int
1646 pci_apic_irq(int pciBus, int pciDevice, int pciInt)
1647 {
1648         int     intr;
1649
1650         --pciInt;                                       /* zero based */
1651
1652         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1653                 if ((INTTYPE(intr) == 0)                /* standard INT */
1654                     && (SRCBUSID(intr) == pciBus)
1655                     && (SRCBUSDEVICE(intr) == pciDevice)
1656                     && (SRCBUSLINE(intr) == pciInt)) {  /* a candidate IRQ */
1657                         if (apic_int_is_bus_type(intr, PCI)) {
1658                                 if (INTIRQ(intr) == 0xff) {
1659                                         kprintf("IOAPIC: pci_apic_irq() "
1660                                                 "failed\n");
1661                                         return -1;      /* unassigned */
1662                                 }
1663                                 return INTIRQ(intr);    /* exact match */
1664                         }
1665                 }
1666         }
1667
1668         return -1;                                      /* NOT found */
1669 }
1670
1671 int
1672 next_apic_irq(int irq) 
1673 {
1674         int intr, ointr;
1675         int bus, bustype;
1676
1677         bus = 0;
1678         bustype = 0;
1679         for (intr = 0; intr < nintrs; intr++) {
1680                 if (INTIRQ(intr) != irq || INTTYPE(intr) != 0)
1681                         continue;
1682                 bus = SRCBUSID(intr);
1683                 bustype = apic_bus_type(bus);
1684                 if (bustype != ISA &&
1685                     bustype != EISA &&
1686                     bustype != PCI)
1687                         continue;
1688                 break;
1689         }
1690         if (intr >= nintrs) {
1691                 return -1;
1692         }
1693         for (ointr = intr + 1; ointr < nintrs; ointr++) {
1694                 if (INTTYPE(ointr) != 0)
1695                         continue;
1696                 if (bus != SRCBUSID(ointr))
1697                         continue;
1698                 if (bustype == PCI) {
1699                         if (SRCBUSDEVICE(intr) != SRCBUSDEVICE(ointr))
1700                                 continue;
1701                         if (SRCBUSLINE(intr) != SRCBUSLINE(ointr))
1702                                 continue;
1703                 }
1704                 if (bustype == ISA || bustype == EISA) {
1705                         if (SRCBUSIRQ(intr) != SRCBUSIRQ(ointr))
1706                                 continue;
1707                 }
1708                 if (INTPIN(intr) == INTPIN(ointr))
1709                         continue;
1710                 break;
1711         }
1712         if (ointr >= nintrs) {
1713                 return -1;
1714         }
1715         return INTIRQ(ointr);
1716 }
1717 #undef SRCBUSLINE
1718 #undef SRCBUSDEVICE
1719 #undef SRCBUSID
1720 #undef SRCBUSIRQ
1721
1722 #undef INTPIN
1723 #undef INTIRQ
1724 #undef INTAPIC
1725 #undef INTTYPE
1726
1727 #endif
1728
1729 /*
1730  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect an ISA INTerrupt.
1731  *
1732  * XXX FIXME:
1733  *  Exactly what this means is unclear at this point.  It is a solution
1734  *  for motherboards that redirect the MBIRQ0 pin.  Generically a motherboard
1735  *  could route any of the ISA INTs to upper (>15) IRQ values.  But most would
1736  *  NOT be redirected via MBIRQ0, thus "undirect()ing" them would NOT be an
1737  *  option.
1738  */
1739 int
1740 undirect_isa_irq(int rirq)
1741 {
1742 #if defined(READY)
1743         if (bootverbose)
1744             kprintf("Freeing redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1745         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1746         return /* XXX */;
1747 #else
1748         if (bootverbose)
1749             kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1750         return 0;
1751 #endif  /* READY */
1752 }
1753
1754
1755 /*
1756  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect a PCI INTerrupt
1757  */
1758 int
1759 undirect_pci_irq(int rirq)
1760 {
1761 #if defined(READY)
1762         if (bootverbose)
1763                 kprintf("Freeing redirected PCI irq %d.\n", rirq);
1764
1765         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1766         return /* XXX */;
1767 #else
1768         if (bootverbose)
1769                 kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected PCI irq %d.\n",
1770                        rirq);
1771         return 0;
1772 #endif  /* READY */
1773 }
1774
1775
1776 /*
1777  * given a bus ID, return:
1778  *  the bus type if found
1779  *  -1 if NOT found
1780  */
1781 int
1782 apic_bus_type(int id)
1783 {
1784         int     x;
1785
1786         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
1787                 if (bus_data[x].bus_id == id)
1788                         return bus_data[x].bus_type;
1789
1790         return -1;
1791 }
1792
1793 #ifdef APIC_IO
1794
1795 /*
1796  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1797  *  the associated src bus ID if found
1798  *  -1 if NOT found
1799  */
1800 int
1801 apic_src_bus_id(int apic, int pin)
1802 {
1803         int     x;
1804
1805         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1806         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1807                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1808                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1809                         return (io_apic_ints[x].src_bus_id);
1810
1811         return -1;              /* NOT found */
1812 }
1813
1814 /*
1815  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1816  *  the associated src bus IRQ if found
1817  *  -1 if NOT found
1818  */
1819 int
1820 apic_src_bus_irq(int apic, int pin)
1821 {
1822         int     x;
1823
1824         for (x = 0; x < nintrs; x++)
1825                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1826                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1827                         return (io_apic_ints[x].src_bus_irq);
1828
1829         return -1;              /* NOT found */
1830 }
1831
1832
1833 /*
1834  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1835  *  the associated INTerrupt type if found
1836  *  -1 if NOT found
1837  */
1838 int
1839 apic_int_type(int apic, int pin)
1840 {
1841         int     x;
1842
1843         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1844         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1845                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1846                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1847                         return (io_apic_ints[x].int_type);
1848         }
1849         return -1;              /* NOT found */
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Return the IRQ associated with an APIC pin
1854  */
1855 int 
1856 apic_irq(int apic, int pin)
1857 {
1858         int x;
1859         int res;
1860
1861         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1862                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1863                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1864                         res = io_apic_ints[x].int_vector;
1865                         if (res == 0xff)
1866                                 return -1;
1867                         if (apic != int_to_apicintpin[res].ioapic)
1868                                 panic("apic_irq: inconsistent table %d/%d", apic, int_to_apicintpin[res].ioapic);
1869                         if (pin != int_to_apicintpin[res].int_pin)
1870                                 panic("apic_irq inconsistent table (2)");
1871                         return res;
1872                 }
1873         }
1874         return -1;
1875 }
1876
1877
1878 /*
1879  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1880  *  the associated trigger mode if found
1881  *  -1 if NOT found
1882  */
1883 int
1884 apic_trigger(int apic, int pin)
1885 {
1886         int     x;
1887
1888         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1889         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1890                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1891                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1892                         return ((io_apic_ints[x].int_flags >> 2) & 0x03);
1893
1894         return -1;              /* NOT found */
1895 }
1896
1897
1898 /*
1899  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1900  *  the associated 'active' level if found
1901  *  -1 if NOT found
1902  */
1903 int
1904 apic_polarity(int apic, int pin)
1905 {
1906         int     x;
1907
1908         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1909         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1910                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1911                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1912                         return (io_apic_ints[x].int_flags & 0x03);
1913
1914         return -1;              /* NOT found */
1915 }
1916
1917 #endif
1918
1919 /*
1920  * set data according to MP defaults
1921  * FIXME: probably not complete yet...
1922  */
1923 static void
1924 default_mp_table(int type)
1925 {
1926         int     ap_cpu_id;
1927 #if defined(APIC_IO)
1928         int     io_apic_id;
1929         int     pin;
1930 #endif  /* APIC_IO */
1931
1932 #if 0
1933         kprintf("  MP default config type: %d\n", type);
1934         switch (type) {
1935         case 1:
1936                 kprintf("   bus: ISA, APIC: 82489DX\n");
1937                 break;
1938         case 2:
1939                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
1940                 break;
1941         case 3:
1942                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
1943                 break;
1944         case 4:
1945                 kprintf("   bus: MCA, APIC: 82489DX\n");
1946                 break;
1947         case 5:
1948                 kprintf("   bus: ISA+PCI, APIC: Integrated\n");
1949                 break;
1950         case 6:
1951                 kprintf("   bus: EISA+PCI, APIC: Integrated\n");
1952                 break;
1953         case 7:
1954                 kprintf("   bus: MCA+PCI, APIC: Integrated\n");
1955                 break;
1956         default:
1957                 kprintf("   future type\n");
1958                 break;
1959                 /* NOTREACHED */
1960         }
1961 #endif  /* 0 */
1962
1963         boot_cpu_id = (lapic->id & APIC_ID_MASK) >> 24;
1964         ap_cpu_id = (boot_cpu_id == 0) ? 1 : 0;
1965
1966         /* BSP */
1967         CPU_TO_ID(0) = boot_cpu_id;
1968         ID_TO_CPU(boot_cpu_id) = 0;
1969
1970         /* one and only AP */
1971         CPU_TO_ID(1) = ap_cpu_id;
1972         ID_TO_CPU(ap_cpu_id) = 1;
1973
1974 #if defined(APIC_IO)
1975         /* one and only IO APIC */
1976         io_apic_id = (io_apic_read(0, IOAPIC_ID) & APIC_ID_MASK) >> 24;
1977
1978         /*
1979          * sanity check, refer to MP spec section 3.6.6, last paragraph
1980          * necessary as some hardware isn't properly setting up the IO APIC
1981          */
1982 #if defined(REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE)
1983         if (io_apic_id != 2) {
1984 #else
1985         if ((io_apic_id == 0) || (io_apic_id == 1) || (io_apic_id == 15)) {
1986 #endif  /* REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE */
1987                 io_apic_set_id(0, 2);
1988                 io_apic_id = 2;
1989         }
1990         IO_TO_ID(0) = io_apic_id;
1991         ID_TO_IO(io_apic_id) = 0;
1992 #endif  /* APIC_IO */
1993
1994         /* fill out bus entries */
1995         switch (type) {
1996         case 1:
1997         case 2:
1998         case 3:
1999         case 4:
2000         case 5:
2001         case 6:
2002         case 7:
2003                 bus_data[0].bus_id = default_data[type - 1][1];
2004                 bus_data[0].bus_type = default_data[type - 1][2];
2005                 bus_data[1].bus_id = default_data[type - 1][3];
2006                 bus_data[1].bus_type = default_data[type - 1][4];
2007                 break;
2008
2009         /* case 4: case 7:                 MCA NOT supported */
2010         default:                /* illegal/reserved */
2011                 panic("BAD default MP config: %d", type);
2012                 /* NOTREACHED */
2013         }
2014
2015 #if defined(APIC_IO)
2016         /* general cases from MP v1.4, table 5-2 */
2017         for (pin = 0; pin < 16; ++pin) {
2018                 io_apic_ints[pin].int_type = 0;
2019                 io_apic_ints[pin].int_flags = 0x05;     /* edge/active-hi */
2020                 io_apic_ints[pin].src_bus_id = 0;
2021                 io_apic_ints[pin].src_bus_irq = pin;    /* IRQ2 caught below */
2022                 io_apic_ints[pin].dst_apic_id = io_apic_id;
2023                 io_apic_ints[pin].dst_apic_int = pin;   /* 1-to-1 */
2024         }
2025
2026         /* special cases from MP v1.4, table 5-2 */
2027         if (type == 2) {
2028                 io_apic_ints[2].int_type = 0xff;        /* N/C */
2029                 io_apic_ints[13].int_type = 0xff;       /* N/C */
2030 #if !defined(APIC_MIXED_MODE)
2031                 /** FIXME: ??? */
2032                 panic("sorry, can't support type 2 default yet");
2033 #endif  /* APIC_MIXED_MODE */
2034         }
2035         else
2036                 io_apic_ints[2].src_bus_irq = 0;        /* ISA IRQ0 is on APIC INT 2 */
2037
2038         if (type == 7)
2039                 io_apic_ints[0].int_type = 0xff;        /* N/C */
2040         else
2041                 io_apic_ints[0].int_type = 3;   /* vectored 8259 */
2042 #endif  /* APIC_IO */
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Map a physical memory address representing I/O into KVA.  The I/O
2047  * block is assumed not to cross a page boundary.
2048  */
2049 void *
2050 permanent_io_mapping(vm_paddr_t pa)
2051 {
2052         KKASSERT(pa < 0x100000000LL);
2053
2054         return pmap_mapdev_uncacheable(pa, PAGE_SIZE);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * start each AP in our list
2059  */
2060 static int
2061 start_all_aps(u_int boot_addr)
2062 {
2063         vm_offset_t va = boot_address + KERNBASE;
2064         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
2065         int     x, i, pg;
2066         int     shift;
2067         u_char  mpbiosreason;
2068         u_long  mpbioswarmvec;
2069         struct mdglobaldata *gd;
2070         struct privatespace *ps;
2071
2072         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
2073
2074         /* Initialize BSP's local APIC */
2075         apic_initialize(TRUE);
2076         bsp_apic_ready = 1;
2077
2078         /* install the AP 1st level boot code */
2079         pmap_kenter(va, boot_address);
2080         cpu_invlpg((void *)va);         /* JG XXX */
2081         bcopy(mptramp_start, (void *)va, bootMP_size);
2082
2083         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
2084         pt4 = (u_int64_t *)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + KERNBASE);
2085         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
2086         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
2087
2088         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
2089         for (i = 0; i < 512; i++) {
2090                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
2091                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
2092                 pt4[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
2093
2094                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
2095                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
2096                 pt3[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
2097
2098                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
2099                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
2100                 pt2[i] |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U;
2101         }
2102
2103         /* save the current value of the warm-start vector */
2104         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
2105         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2106         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
2107
2108         /* setup a vector to our boot code */
2109         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
2110         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
2111         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2112         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
2113
2114         /* start each AP */
2115         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
2116
2117                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
2118
2119                 /* first page of AP's private space */
2120                 pg = x * x86_64_btop(sizeof(struct privatespace));
2121
2122                 /* allocate new private data page(s) */
2123                 gd = (struct mdglobaldata *)kmem_alloc(&kernel_map, 
2124                                 MDGLOBALDATA_BASEALLOC_SIZE);
2125
2126                 gd = &CPU_prvspace[x].mdglobaldata;     /* official location */
2127                 bzero(gd, sizeof(*gd));
2128                 gd->mi.gd_prvspace = ps = &CPU_prvspace[x];
2129
2130                 /* prime data page for it to use */
2131                 mi_gdinit(&gd->mi, x);
2132                 cpu_gdinit(gd, x);
2133                 gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
2134                 gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
2135                 gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
2136                 gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
2137                 gd->gd_CADDR1 = ps->CPAGE1;
2138                 gd->gd_CADDR2 = ps->CPAGE2;
2139                 gd->gd_CADDR3 = ps->CPAGE3;
2140                 gd->gd_PADDR1 = (pt_entry_t *)ps->PPAGE1;
2141                 gd->mi.gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2142                 bzero(gd->mi.gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2143
2144                 /* setup a vector to our boot code */
2145                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
2146                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
2147                 outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2148                 outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
2149
2150                 /*
2151                  * Setup the AP boot stack
2152                  */
2153                 bootSTK = &ps->idlestack[UPAGES*PAGE_SIZE/2];
2154                 bootAP = x;
2155
2156                 /* attempt to start the Application Processor */
2157                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
2158                 if (!start_ap(gd, boot_addr)) {
2159                         kprintf("AP #%d (PHY# %d) failed!\n", x, CPU_TO_ID(x));
2160                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
2161                         /* better panic as the AP may be running loose */
2162                         kprintf("panic y/n? [y] ");
2163                         if (cngetc() != 'n')
2164                                 panic("bye-bye");
2165                 }
2166                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
2167
2168                 /* record its version info */
2169                 cpu_apic_versions[x] = cpu_apic_versions[0];
2170         }
2171
2172         /* set ncpus to 1 + highest logical cpu.  Not all may have come up */
2173         ncpus = x;
2174
2175         /* ncpus2 -- ncpus rounded down to the nearest power of 2 */
2176         for (shift = 0; (1 << shift) <= ncpus; ++shift)
2177                 ;
2178         --shift;
2179         ncpus2_shift = shift;
2180         ncpus2 = 1 << shift;
2181         ncpus2_mask = ncpus2 - 1;
2182
2183         /* ncpus_fit -- ncpus rounded up to the nearest power of 2 */
2184         if ((1 << shift) < ncpus)
2185                 ++shift;
2186         ncpus_fit = 1 << shift;
2187         ncpus_fit_mask = ncpus_fit - 1;
2188
2189         /* build our map of 'other' CPUs */
2190         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~(1 << mycpu->gd_cpuid);
2191         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2192         bzero(mycpu->gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2193
2194         /* fill in our (BSP) APIC version */
2195         cpu_apic_versions[0] = lapic->version;
2196
2197         /* restore the warmstart vector */
2198         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
2199         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2200         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
2201
2202         /*
2203          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
2204          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
2205          */
2206 #if JGXXX
2207         for (x = 0; x < NKPT; x++)
2208                 PTD[x] = 0;
2209 #endif
2210         pmap_set_opt();
2211
2212         /* number of APs actually started */
2213         return ncpus - 1;
2214 }
2215
2216
2217 /*
2218  * load the 1st level AP boot code into base memory.
2219  */
2220
2221 /* targets for relocation */
2222 extern void bigJump(void);
2223 extern void bootCodeSeg(void);
2224 extern void bootDataSeg(void);
2225 extern void MPentry(void);
2226 extern u_int MP_GDT;
2227 extern u_int mp_gdtbase;
2228
2229 #if 0
2230
2231 static void
2232 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
2233 {
2234         int     x;
2235         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
2236         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
2237         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2238         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
2239         u_int8_t *dst8;
2240         u_int16_t *dst16;
2241         u_int32_t *dst32;
2242
2243         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
2244
2245         for (x = 0; x < size; ++x)
2246                 *dst++ = *src++;
2247
2248         /*
2249          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
2250          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
2251          * to mpboot.s might require changes here.
2252          */
2253
2254         /* boot code is located in KERNEL space */
2255         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2256
2257         /* modify the lgdt arg */
2258         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
2259         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
2260
2261         /* modify the ljmp target for MPentry() */
2262         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
2263         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
2264
2265         /* modify the target for boot code segment */
2266         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
2267         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2268         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2269         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2270
2271         /* modify the target for boot data segment */
2272         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
2273         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2274         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2275         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2276 }
2277
2278 #endif
2279
2280 /*
2281  * this function starts the AP (application processor) identified
2282  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
2283  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
2284  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
2285  * but it seems to work.
2286  *
2287  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just 
2288  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
2289  */
2290 static int
2291 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr)
2292 {
2293         int     physical_cpu;
2294         int     vector;
2295         u_long  icr_lo, icr_hi;
2296
2297         POSTCODE(START_AP_POST);
2298
2299         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
2300         physical_cpu = CPU_TO_ID(gd->mi.gd_cpuid);
2301
2302         /* calculate the vector */
2303         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
2304
2305         /* Make sure the target cpu sees everything */
2306         wbinvd();
2307
2308         /*
2309          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
2310          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
2311          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
2312          * ignored.
2313          */
2314
2315         /* setup the address for the target AP */
2316         icr_hi = lapic->icr_hi & ~APIC_ID_MASK;
2317         icr_hi |= (physical_cpu << 24);
2318         lapic->icr_hi = icr_hi;
2319
2320         /* do an INIT IPI: assert RESET */
2321         icr_lo = lapic->icr_lo & 0xfff00000;
2322         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x0000c500;
2323
2324         /* wait for pending status end */
2325         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2326                  /* spin */ ;
2327
2328         /* do an INIT IPI: deassert RESET */
2329         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00008500;
2330
2331         /* wait for pending status end */
2332         u_sleep(10000);         /* wait ~10mS */
2333         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2334                  /* spin */ ;
2335
2336         /*
2337          * next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
2338          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
2339          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
2340          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
2341          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
2342          * will run.
2343          */
2344
2345         /* do a STARTUP IPI */
2346         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2347         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2348                  /* spin */ ;
2349         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2350
2351         /*
2352          * finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
2353          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
2354          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
2355          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
2356          */
2357
2358         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2359         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2360                  /* spin */ ;
2361         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2362
2363         /* wait for it to start, see ap_init() */
2364         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
2365         while (read_apic_timer()) {
2366                 if (smp_startup_mask & (1 << gd->mi.gd_cpuid))
2367                         return 1;       /* return SUCCESS */
2368         }
2369         return 0;               /* return FAILURE */
2370 }
2371
2372
2373 /*
2374  * Lazy flush the TLB on all other CPU's.  DEPRECATED.
2375  *
2376  * If for some reason we were unable to start all cpus we cannot safely
2377  * use broadcast IPIs.
2378  */
2379 void
2380 smp_invltlb(void)
2381 {
2382 #ifdef SMP
2383         if (smp_startup_mask == smp_active_mask) {
2384                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
2385         } else {
2386                 selected_apic_ipi(smp_active_mask, XINVLTLB_OFFSET,
2387                         APIC_DELMODE_FIXED);
2388         }
2389 #endif
2390 }
2391
2392 /*
2393  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
2394  *  requesting that they halt execution.
2395  *
2396  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
2397  *
2398  *  - Signals all CPUs in map to stop.
2399  *  - Waits for each to stop.
2400  *
2401  * Returns:
2402  *  -1: error
2403  *   0: NA
2404  *   1: ok
2405  *
2406  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
2407  *            from executing at same time.
2408  */
2409 int
2410 stop_cpus(u_int map)
2411 {
2412         map &= smp_active_mask;
2413
2414         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
2415         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2416         
2417         while ((stopped_cpus & map) != map)
2418                 /* spin */ ;
2419
2420         return 1;
2421 }
2422
2423
2424 /*
2425  * Called by a CPU to restart stopped CPUs. 
2426  *
2427  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
2428  *
2429  *  - Signals all CPUs in map to restart.
2430  *  - Waits for each to restart.
2431  *
2432  * Returns:
2433  *  -1: error
2434  *   0: NA
2435  *   1: ok
2436  */
2437 int
2438 restart_cpus(u_int map)
2439 {
2440         /* signal other cpus to restart */
2441         started_cpus = map & smp_active_mask;
2442
2443         while ((stopped_cpus & map) != 0) /* wait for each to clear its bit */
2444                 /* spin */ ;
2445
2446         return 1;
2447 }
2448
2449 /*
2450  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
2451  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
2452  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
2453  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
2454  * remain disabled at return.
2455  */
2456 void
2457 ap_init(void)
2458 {
2459         u_int   apic_id;
2460
2461         /*
2462          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
2463          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
2464          * is waiting for our signal.
2465          *
2466          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
2467          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
2468          * trying to send us an IPI.
2469          */
2470         smp_startup_mask |= 1 << mycpu->gd_cpuid;
2471         cpu_mfence();
2472
2473         /*
2474          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
2475          * then get the MP lock.
2476          *
2477          * Note: We are in a critical section.
2478          *
2479          * Note: We have to synchronize td_mpcount to our desired MP state
2480          * before calling cpu_try_mplock().
2481          *
2482          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
2483          *
2484          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
2485          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
2486          * caching it.
2487          */
2488         while (mp_finish == 0)
2489             cpu_lfence();
2490         ++curthread->td_mpcount;
2491         while (cpu_try_mplock() == 0)
2492             ;
2493
2494         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
2495             /*
2496              * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out the
2497              * relative difference to synchronize ktrdump.
2498              */
2499             tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
2500         }
2501
2502         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
2503         cpu_invltlb();
2504
2505 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2506         lidt(&r_idt);
2507 #endif
2508
2509         /* Build our map of 'other' CPUs. */
2510         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~(1 << mycpu->gd_cpuid);
2511
2512         kprintf("SMP: AP CPU #%d Launched!\n", mycpu->gd_cpuid);
2513
2514         /* A quick check from sanity claus */
2515         apic_id = (apic_id_to_logical[(lapic->id & 0x0f000000) >> 24]);
2516         if (mycpu->gd_cpuid != apic_id) {
2517                 kprintf("SMP: cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
2518                 kprintf("SMP: apic_id = %d\n", apic_id);
2519 #if JGXXX
2520                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
2521 #endif
2522                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
2523         }
2524
2525         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
2526         apic_initialize(FALSE);
2527
2528         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
2529         mem_range_AP_init();
2530
2531         /*
2532          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
2533          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
2534          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
2535          * message interlock could be left set which would also prevent
2536          * further IPIs.
2537          *
2538          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
2539          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
2540          * because we returning almost directly into the idle loop.
2541          *
2542          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
2543          * nothing we've done put it there.
2544          */
2545         KKASSERT(curthread->td_mpcount == 1);
2546         smp_active_mask |= 1 << mycpu->gd_cpuid;
2547
2548         /*
2549          * Enable interrupts here.  idle_restore will also do it, but
2550          * doing it here lets us clean up any strays that got posted to
2551          * the CPU during the AP boot while we are still in a critical
2552          * section.
2553          */
2554         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
2555         mdcpu->gd_fpending = 0;
2556
2557         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
2558         lwkt_process_ipiq();
2559
2560         /*
2561          * Releasing the mp lock lets the BSP finish up the SMP init
2562          */
2563         rel_mplock();
2564         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
2569  */
2570 static
2571 void
2572 ap_finish(void)
2573 {
2574         mp_finish = 1;
2575         if (bootverbose)
2576                 kprintf("Finish MP startup\n");
2577         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2578                 tsc0_offset = rdtsc();
2579         tsc_offsets[0] = 0;
2580         rel_mplock();
2581         while (smp_active_mask != smp_startup_mask) {
2582                 cpu_lfence();
2583                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2584                         tsc0_offset = rdtsc();
2585         }
2586         while (try_mplock() == 0)
2587                 ;
2588         if (bootverbose)
2589                 kprintf("Active CPU Mask: %08x\n", smp_active_mask);
2590 }
2591
2592 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL)
2593
2594 void
2595 cpu_send_ipiq(int dcpu)
2596 {
2597         if ((1 << dcpu) & smp_active_mask)
2598                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2599 }
2600
2601 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
2602 /*
2603  * Returns 0 on failure, 1 on success
2604  */
2605 int
2606 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
2607 {
2608         int r = 0;
2609         if ((1 << dcpu) & smp_active_mask) {
2610                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
2611                                         APIC_DELMODE_FIXED);
2612         }
2613         return(r);
2614 }
2615 #endif
2616