sys/platform/pc32/i386/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         void   *oem_table_pointer;
 110         u_short oem_table_size;
 111         u_short entry_count;
 112         void   *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_long  cpu_signature;
 125         u_long  feature_flags;
 126         u_long  reserved1;
 127         u_long  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         void   *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 struct mptable_pos {
 162         mpfps_t         mp_fps;
 163         mpcth_t         mp_cth;
 164         vm_size_t       mp_cth_mapsz;
 165 };
 166
 167 /*
 168  * this code MUST be enabled here and in mpboot.s.
 169  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
 170  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
 171  *
 172  */
 173 #if defined(CHECK_POINTS)
 174 #define CHECK_READ(A)    (outb(CMOS_REG, (A)), inb(CMOS_DATA))
 175 #define CHECK_WRITE(A,D) (outb(CMOS_REG, (A)), outb(CMOS_DATA, (D)))
 176
 177 #define CHECK_INIT(D);                          \
 178         CHECK_WRITE(0x34, (D));                 \
 179         CHECK_WRITE(0x35, (D));                 \
 180         CHECK_WRITE(0x36, (D));                 \
 181         CHECK_WRITE(0x37, (D));                 \
 182         CHECK_WRITE(0x38, (D));                 \
 183         CHECK_WRITE(0x39, (D));
 184
 185 #define CHECK_PRINT(S);                         \
 186         kprintf("%s: %d, %d, %d, %d, %d, %d\n", \
 187            (S),                                 \
 188            CHECK_READ(0x34),                    \
 189            CHECK_READ(0x35),                    \
 190            CHECK_READ(0x36),                    \
 191            CHECK_READ(0x37),                    \
 192            CHECK_READ(0x38),                    \
 193            CHECK_READ(0x39));
 194
 195 #else                           /* CHECK_POINTS */
 196
 197 #define CHECK_INIT(D)
 198 #define CHECK_PRINT(S)
 199
 200 #endif                          /* CHECK_POINTS */
 201
 202 /*
 203  * Values to send to the POST hardware.
 204  */
 205 #define MP_BOOTADDRESS_POST     0x10
 206 #define MP_PROBE_POST           0x11
 207 #define MPTABLE_PASS1_POST      0x12
 208
 209 #define MP_START_POST           0x13
 210 #define MP_ENABLE_POST          0x14
 211 #define MPTABLE_PASS2_POST      0x15
 212
 213 #define START_ALL_APS_POST      0x16
 214 #define INSTALL_AP_TRAMP_POST   0x17
 215 #define START_AP_POST           0x18
 216
 217 #define MP_ANNOUNCE_POST        0x19
 218
 219 static int need_hyperthreading_fixup;
 220 static u_int logical_cpus;
 221 u_int   logical_cpus_mask;
 222
 223 static int madt_probe_test;
 224 TUNABLE_INT("hw.madt_probe_test", &madt_probe_test);
 225
 226 /** XXX FIXME: where does this really belong, isa.h/isa.c perhaps? */
 227 int     current_postcode;
 228
 229 /** XXX FIXME: what system files declare these??? */
 230 extern struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 231
 232 int     bsp_apic_ready = 0;     /* flags useability of BSP apic */
 233 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
 234 int     mp_nbusses;             /* # of busses */
 235 #ifdef APIC_IO
 236 int     mp_napics;              /* # of IO APICs */
 237 #endif
 238 vm_offset_t cpu_apic_address;
 239 #ifdef APIC_IO
 240 vm_offset_t io_apic_address[NAPICID];   /* NAPICID is more than enough */
 241 u_int32_t *io_apic_versions;
 242 #endif
 243 extern  int nkpt;
 244
 245 u_int32_t cpu_apic_versions[MAXCPU];
 246 int64_t tsc0_offset;
 247 extern int64_t tsc_offsets[];
 248
 249 extern u_long ebda_addr;
 250
 251 #ifdef APIC_IO
 252 struct apic_intmapinfo  int_to_apicintpin[APIC_INTMAPSIZE];
 253 #endif
 254
 255 /*
 256  * APIC ID logical/physical mapping structures.
 257  * We oversize these to simplify boot-time config.
 258  */
 259 int     cpu_num_to_apic_id[NAPICID];
 260 #ifdef APIC_IO
 261 int     io_num_to_apic_id[NAPICID];
 262 #endif
 263 int     apic_id_to_logical[NAPICID];
 264
 265 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
 266 char *bootSTK;
 267 static int bootAP;
 268
 269 /* Hotwire a 0->4MB V==P mapping */
 270 extern pt_entry_t *KPTphys;
 271
 272 /*
 273  * SMP page table page.  Setup by locore to point to a page table
 274  * page from which we allocate per-cpu privatespace areas io_apics,
 275  * and so forth.
 276  */
 277
 278 #define IO_MAPPING_START_INDEX  \
 279                 (SMP_MAXCPU * sizeof(struct privatespace) / PAGE_SIZE)
 280
 281 extern pt_entry_t *SMPpt;
 282 static int SMPpt_alloc_index = IO_MAPPING_START_INDEX;
 283
 284 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
 285
 286 /*
 287  * Local data and functions.
 288  */
 289
 290 static u_int    boot_address;
 291 static u_int    base_memory;
 292 static int      mp_finish;
 293
 294 static void     mp_enable(u_int boot_addr);
 295
 296 static int      mptable_probe(void);
 297 static int      mptable_search_sig(u_int32_t target, int count);
 298 static void     mptable_hyperthread_fixup(u_int id_mask);
 299 static void     mptable_pass1(struct mptable_pos *);
 300 static int      mptable_pass2(struct mptable_pos *);
 301 static void     mptable_default(int type);
 302 static void     mptable_fix(void);
 303 static void     mptable_map(struct mptable_pos *, vm_paddr_t);
 304 static void     mptable_unmap(struct mptable_pos *);
 305
 306 #ifdef APIC_IO
 307 static void     setup_apic_irq_mapping(void);
 308 static int      apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type);
 309 #endif
 310 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
 311 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
 312 static int      start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr);
 313
 314 static cpumask_t smp_startup_mask = 1;  /* which cpus have been started */
 315 cpumask_t smp_active_mask = 1;  /* which cpus are ready for IPIs etc? */
 316 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RD, &smp_active_mask, 0, "");
 317
 318 /*
 319  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
 320  */
 321 u_int
 322 mp_bootaddress(u_int basemem)
 323 {
 324         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
 325
 326         base_memory = basemem;
 327
 328         boot_address = base_memory & ~0xfff;    /* round down to 4k boundary */
 329         if ((base_memory - boot_address) < bootMP_size)
 330                 boot_address -= 4096;   /* not enough, lower by 4k */
 331
 332         return boot_address;
 333 }
 334
 335
 336 /*
 337  * Look for an Intel MP spec table (ie, SMP capable hardware).
 338  */
 339 static int
 340 mptable_probe(void)
 341 {
 342         int     x;
 343         u_int32_t target;
 344
 345         /*
 346          * Make sure our SMPpt[] page table is big enough to hold all the
 347          * mappings we need.
 348          */
 349         KKASSERT(IO_MAPPING_START_INDEX < NPTEPG - 2);
 350
 351         POSTCODE(MP_PROBE_POST);
 352
 353         /* see if EBDA exists */
 354         if (ebda_addr != 0) {
 355                 /* search first 1K of EBDA */
 356                 target = (u_int32_t)ebda_addr;
 357                 if ((x = mptable_search_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 358                         return x;
 359         } else {
 360                 /* last 1K of base memory, effective 'top of base' passed in */
 361                 target = (u_int32_t)(base_memory - 0x400);
 362                 if ((x = mptable_search_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 363                         return x;
 364         }
 365
 366         /* search the BIOS */
 367         target = (u_int32_t)BIOS_BASE;
 368         if ((x = mptable_search_sig(target, BIOS_COUNT)) > 0)
 369                 return x;
 370
 371         /* nothing found */
 372         return 0;
 373 }
 374
 375
 376 /*
 377  * Startup the SMP processors.
 378  */
 379 void
 380 mp_start(void)
 381 {
 382         POSTCODE(MP_START_POST);
 383         mp_enable(boot_address);
 384 }
 385
 386
 387 /*
 388  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
 389  */
 390 void
 391 mp_announce(void)
 392 {
 393         int     x;
 394
 395         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
 396
 397         kprintf("DragonFly/MP: Multiprocessor motherboard\n");
 398         kprintf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d", CPU_TO_ID(0));
 399         kprintf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[0]);
 400         kprintf(", at 0x%08x\n", cpu_apic_address);
 401         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
 402                 kprintf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d", x, CPU_TO_ID(x));
 403                 kprintf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[x]);
 404                 kprintf(", at 0x%08x\n", cpu_apic_address);
 405         }
 406
 407 #if defined(APIC_IO)
 408         for (x = 0; x < mp_napics; ++x) {
 409                 kprintf(" io%d (APIC): apic id: %2d", x, IO_TO_ID(x));
 410                 kprintf(", version: 0x%08x", io_apic_versions[x]);
 411                 kprintf(", at 0x%08x\n", io_apic_address[x]);
 412         }
 413 #else
 414         kprintf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
 415 #endif  /* APIC_IO */
 416 }
 417
 418 /*
 419  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
 420  *
 421  * WARNING!  We must ensure that the cpu is sufficiently initialized to
 422  * be able to use to the FP for our optimized bzero/bcopy code before
 423  * we enter more mainstream C code.
 424  *
 425  * WARNING! %fs is not set up on entry.  This routine sets up %fs.
 426  */
 427 void
 428 init_secondary(void)
 429 {
 430         int     gsel_tss;
 431         int     x, myid = bootAP;
 432         u_int   cr0;
 433         struct mdglobaldata *md;
 434         struct privatespace *ps;
 435
 436         ps = &CPU_prvspace[myid];
 437
 438         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int)ps;
 439         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
 440                 (int) &ps->mdglobaldata.gd_common_tss;
 441         ps->mdglobaldata.mi.gd_prvspace = ps;
 442
 443         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
 444                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[myid * NGDT + x].sd);
 445         }
 446
 447         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
 448         r_gdt.rd_base = (int) &gdt[myid * NGDT];
 449         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
 450
 451         lidt(&r_idt);
 452
 453         lldt(_default_ldt);
 454         mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
 455
 456         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
 457         gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;
 458
 459         md = mdcpu;     /* loaded through %fs:0 (mdglobaldata.mi.gd_prvspace)*/
 460
 461         md->gd_common_tss.tss_esp0 = 0; /* not used until after switch */
 462         md->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 463         md->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof md->gd_common_tss) << 16;
 464         md->gd_tss_gdt = &gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd;
 465         md->gd_common_tssd = *md->gd_tss_gdt;
 466         ltr(gsel_tss);
 467
 468         /*
 469          * Set to a known state:
 470          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
 471          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
 472          */
 473         cr0 = rcr0();
 474         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
 475         load_cr0(cr0);
 476         pmap_set_opt();         /* PSE/4MB pages, etc */
 477
 478         /* set up CPU registers and state */
 479         cpu_setregs();
 480
 481         /* set up FPU state on the AP */
 482         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 483
 484         /* set up SSE registers */
 485         enable_sse();
 486 }
 487
 488 /*******************************************************************
 489  * local functions and data
 490  */
 491
 492 /*
 493  * start the SMP system
 494  */
 495 static void
 496 mp_enable(u_int boot_addr)
 497 {
 498         int     x;
 499 #if defined(APIC_IO)
 500         int     apic;
 501         u_int   ux;
 502 #endif  /* APIC_IO */
 503         vm_paddr_t mpfps_paddr;
 504
 505         POSTCODE(MP_ENABLE_POST);
 506
 507         if (madt_probe_test)
 508                 mpfps_paddr = 0;
 509         else
 510                 mpfps_paddr = mptable_probe();
 511
 512         if (mpfps_paddr) {
 513                 struct mptable_pos mpt;
 514
 515                 mptable_map(&mpt, mpfps_paddr);
 516
 517                 /*
 518                  * We can safely map physical memory into SMPpt after
 519                  * mptable_pass1() completes.
 520                  */
 521                 mptable_pass1(&mpt);
 522
 523                 if (cpu_apic_address == 0)
 524                         panic("mp_enable: no local apic (mptable)!\n");
 525
 526                 /*
 527                  * Examine the MP table for needed info
 528                  */
 529                 x = mptable_pass2(&mpt);
 530
 531                 mptable_unmap(&mpt);
 532
 533                 /* Local apic is mapped on last page */
 534                 SMPpt[NPTEPG - 1] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | PG_N |
 535                     pmap_get_pgeflag() | (cpu_apic_address & PG_FRAME));
 536
 537                 /*
 538                  * Can't process default configs till the
 539                  * CPU APIC is pmapped
 540                  */
 541                 if (x)
 542                         mptable_default(x);
 543
 544                 /* Post scan cleanup */
 545                 mptable_fix();
 546         } else {
 547                 vm_paddr_t madt_paddr;
 548                 int bsp_apic_id;
 549
 550                 madt_paddr = madt_probe();
 551                 if (madt_paddr == 0)
 552                         panic("mp_enable: madt_probe failed\n");
 553
 554                 cpu_apic_address = madt_pass1(madt_paddr);
 555                 if (cpu_apic_address == 0)
 556                         panic("mp_enable: no local apic (madt)!\n");
 557
 558                 /* Local apic is mapped on last page */
 559                 SMPpt[NPTEPG - 1] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | PG_N |
 560                     pmap_get_pgeflag() | (cpu_apic_address & PG_FRAME));
 561
 562                 bsp_apic_id = (lapic.id & 0xff000000) >> 24;
 563                 if (madt_pass2(madt_paddr, bsp_apic_id))
 564                         panic("mp_enable: madt_pass2 failed\n");
 565         }
 566
 567 #if defined(APIC_IO)
 568
 569         setup_apic_irq_mapping();
 570
 571         /* fill the LOGICAL io_apic_versions table */
 572         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) {
 573                 ux = io_apic_read(apic, IOAPIC_VER);
 574                 io_apic_versions[apic] = ux;
 575                 io_apic_set_id(apic, IO_TO_ID(apic));
 576         }
 577
 578         /* program each IO APIC in the system */
 579         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic)
 580                 if (io_apic_setup(apic) < 0)
 581                         panic("IO APIC setup failure");
 582
 583 #endif  /* APIC_IO */
 584
 585         /*
 586          * These are required for SMP operation
 587          */
 588
 589         /* install a 'Spurious INTerrupt' vector */
 590         setidt(XSPURIOUSINT_OFFSET, Xspuriousint,
 591                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
 592
 593         /* install an inter-CPU IPI for TLB invalidation */
 594         setidt(XINVLTLB_OFFSET, Xinvltlb,
 595                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
 596
 597         /* install an inter-CPU IPI for IPIQ messaging */
 598         setidt(XIPIQ_OFFSET, Xipiq,
 599                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
 600
 601         /* install a timer vector */
 602         setidt(XTIMER_OFFSET, Xtimer,
 603                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
 604
 605         /* install an inter-CPU IPI for CPU stop/restart */
 606         setidt(XCPUSTOP_OFFSET, Xcpustop,
 607                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
 608
 609         /* start each Application Processor */
 610         start_all_aps(boot_addr);
 611 }
 612
 613
 614 /*
 615  * look for the MP spec signature
 616  */
 617
 618 /* string defined by the Intel MP Spec as identifying the MP table */
 619 #define MP_SIG          0x5f504d5f      /* _MP_ */
 620 #define NEXT(X)         ((X) += 4)
 621 static int
 622 mptable_search_sig(u_int32_t target, int count)
 623 {
 624         vm_size_t map_size;
 625         u_int32_t *addr;
 626         int x, ret;
 627
 628         KKASSERT(target != 0);
 629
 630         map_size = count * sizeof(u_int32_t);
 631         addr = pmap_mapdev((vm_paddr_t)target, map_size);
 632
 633         ret = 0;
 634         for (x = 0; x < count; NEXT(x)) {
 635                 if (addr[x] == MP_SIG) {
 636                         /* make array index a byte index */
 637                         ret = target + (x * sizeof(u_int32_t));
 638                         break;
 639                 }
 640         }
 641
 642         pmap_unmapdev((vm_offset_t)addr, map_size);
 643         return ret;
 644 }
 645
 646
 647 static basetable_entry basetable_entry_types[] =
 648 {
 649         {0, 20, "Processor"},
 650         {1, 8, "Bus"},
 651         {2, 8, "I/O APIC"},
 652         {3, 8, "I/O INT"},
 653         {4, 8, "Local INT"}
 654 };
 655
 656 typedef struct BUSDATA {
 657         u_char  bus_id;
 658         enum busTypes bus_type;
 659 }       bus_datum;
 660
 661 typedef struct INTDATA {
 662         u_char  int_type;
 663         u_short int_flags;
 664         u_char  src_bus_id;
 665         u_char  src_bus_irq;
 666         u_char  dst_apic_id;
 667         u_char  dst_apic_int;
 668         u_char  int_vector;
 669 }       io_int, local_int;
 670
 671 typedef struct BUSTYPENAME {
 672         u_char  type;
 673         char    name[7];
 674 }       bus_type_name;
 675
 676 static bus_type_name bus_type_table[] =
 677 {
 678         {CBUS, "CBUS"},
 679         {CBUSII, "CBUSII"},
 680         {EISA, "EISA"},
 681         {MCA, "MCA"},
 682         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 683         {ISA, "ISA"},
 684         {MCA, "MCA"},
 685         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 686         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 687         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 688         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 689         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 690         {PCI, "PCI"},
 691         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 692         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 693         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 694         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 695         {XPRESS, "XPRESS"},
 696         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"}
 697 };
 698 /* from MP spec v1.4, table 5-1 */
 699 static int default_data[7][5] =
 700 {
 701 /*   nbus, id0, type0, id1, type1 */
 702         {1, 0, ISA, 255, 255},
 703         {1, 0, EISA, 255, 255},
 704         {1, 0, EISA, 255, 255},
 705         {1, 0, MCA, 255, 255},
 706         {2, 0, ISA, 1, PCI},
 707         {2, 0, EISA, 1, PCI},
 708         {2, 0, MCA, 1, PCI}
 709 };
 710
 711
 712 /* the bus data */
 713 static bus_datum *bus_data;
 714
 715 #ifdef APIC_IO
 716 /* the IO INT data, one entry per possible APIC INTerrupt */
 717 static io_int  *io_apic_ints;
 718 static int nintrs;
 719 #endif
 720
 721 static int processor_entry      (proc_entry_ptr entry, int cpu);
 722 static int bus_entry            (bus_entry_ptr entry, int bus);
 723 #ifdef APIC_IO
 724 static int io_apic_entry        (io_apic_entry_ptr entry, int apic);
 725 static int int_entry            (int_entry_ptr entry, int intr);
 726 #endif
 727 static int lookup_bus_type      (char *name);
 728
 729
 730 /*
 731  * 1st pass on motherboard's Intel MP specification table.
 732  *
 733  * determines:
 734  *      cpu_apic_address (common to all CPUs)
 735  *      io_apic_address[N]
 736  *      mp_naps
 737  *      mp_nbusses
 738  *      mp_napics
 739  *      nintrs
 740  *      need_hyperthreading_fixup
 741  *      logical_cpus
 742  */
 743 static void
 744 mptable_pass1(struct mptable_pos *mpt)
 745 {
 746 #ifdef APIC_IO
 747         int     x;
 748 #endif
 749         mpfps_t fps;
 750         mpcth_t cth;
 751         int     totalSize;
 752         void*   position;
 753         int     count;
 754         int     type;
 755         u_int   id_mask;
 756
 757         POSTCODE(MPTABLE_PASS1_POST);
 758
 759         fps = mpt->mp_fps;
 760         KKASSERT(fps != NULL);
 761
 762 #ifdef APIC_IO
 763         /* clear various tables */
 764         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
 765                 io_apic_address[x] = ~0;        /* IO APIC address table */
 766         }
 767 #endif
 768
 769         /* init everything to empty */
 770         mp_naps = 0;
 771         mp_nbusses = 0;
 772 #ifdef APIC_IO
 773         mp_napics = 0;
 774         nintrs = 0;
 775 #endif
 776         id_mask = 0;
 777
 778         /* check for use of 'default' configuration */
 779         if (fps->mpfb1 != 0) {
 780                 /* use default addresses */
 781                 cpu_apic_address = DEFAULT_APIC_BASE;
 782 #ifdef APIC_IO
 783                 io_apic_address[0] = DEFAULT_IO_APIC_BASE;
 784 #endif
 785
 786                 /* fill in with defaults */
 787                 mp_naps = 2;            /* includes BSP */
 788                 mp_nbusses = default_data[fps->mpfb1 - 1][0];
 789 #if defined(APIC_IO)
 790                 mp_napics = 1;
 791                 nintrs = 16;
 792 #endif  /* APIC_IO */
 793         }
 794         else {
 795                 cth = mpt->mp_cth;
 796                 if (cth == NULL)
 797                         panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
 798
 799                 cpu_apic_address = (vm_offset_t) cth->apic_address;
 800
 801                 /* walk the table, recording info of interest */
 802                 totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
 803                 position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
 804                 count = cth->entry_count;
 805
 806                 while (count--) {
 807                         switch (type = *(u_char *) position) {
 808                         case 0: /* processor_entry */
 809                                 if (((proc_entry_ptr)position)->cpu_flags
 810                                     & PROCENTRY_FLAG_EN) {
 811                                         ++mp_naps;
 812                                         id_mask |= 1 <<
 813                                             ((proc_entry_ptr)position)->apic_id;
 814                                 }
 815                                 break;
 816                         case 1: /* bus_entry */
 817                                 ++mp_nbusses;
 818                                 break;
 819                         case 2: /* io_apic_entry */
 820 #ifdef APIC_IO
 821                                 if (((io_apic_entry_ptr)position)->apic_flags
 822                                         & IOAPICENTRY_FLAG_EN)
 823                                         io_apic_address[mp_napics++] =
 824                                             (vm_offset_t)((io_apic_entry_ptr)
 825                                                 position)->apic_address;
 826 #endif
 827                                 break;
 828                         case 3: /* int_entry */
 829 #ifdef APIC_IO
 830                                 ++nintrs;
 831 #endif
 832                                 break;
 833                         case 4: /* int_entry */
 834                                 break;
 835                         default:
 836                                 panic("mpfps Base Table HOSED!");
 837                                 /* NOTREACHED */
 838                         }
 839
 840                         totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
 841                         position = (uint8_t *)position +
 842                             basetable_entry_types[type].length;
 843                 }
 844         }
 845
 846         /* qualify the numbers */
 847         if (mp_naps > MAXCPU) {
 848                 kprintf("Warning: only using %d of %d available CPUs!\n",
 849                         MAXCPU, mp_naps);
 850                 mp_naps = MAXCPU;
 851         }
 852
 853         /* See if we need to fixup HT logical CPUs. */
 854         mptable_hyperthread_fixup(id_mask);
 855
 856         --mp_naps;      /* subtract the BSP */
 857 }
 858
 859
 860 /*
 861  * 2nd pass on motherboard's Intel MP specification table.
 862  *
 863  * sets:
 864  *      logical_cpus_mask
 865  *      ID_TO_IO(N), phy APIC ID to log CPU/IO table
 866  *      CPU_TO_ID(N), logical CPU to APIC ID table
 867  *      IO_TO_ID(N), logical IO to APIC ID table
 868  *      bus_data[N]
 869  *      io_apic_ints[N]
 870  */
 871 static int
 872 mptable_pass2(struct mptable_pos *mpt)
 873 {
 874         struct PROCENTRY proc;
 875         int     x;
 876         mpfps_t fps;
 877         mpcth_t cth;
 878         int     totalSize;
 879         void*   position;
 880         int     count;
 881         int     type;
 882         int     apic, bus, cpu, intr;
 883         int     i;
 884
 885         POSTCODE(MPTABLE_PASS2_POST);
 886
 887         fps = mpt->mp_fps;
 888         KKASSERT(fps != NULL);
 889
 890         /* Initialize fake proc entry for use with HT fixup. */
 891         bzero(&proc, sizeof(proc));
 892         proc.type = 0;
 893         proc.cpu_flags = PROCENTRY_FLAG_EN;
 894
 895 #ifdef APIC_IO
 896         MALLOC(io_apic_versions, u_int32_t *, sizeof(u_int32_t) * mp_napics,
 897             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 898         MALLOC(ioapic, volatile ioapic_t **, sizeof(ioapic_t *) * mp_napics,
 899             M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
 900         MALLOC(io_apic_ints, io_int *, sizeof(io_int) * (nintrs + FIXUP_EXTRA_APIC_INTS),
 901             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 902 #endif
 903         MALLOC(bus_data, bus_datum *, sizeof(bus_datum) * mp_nbusses,
 904             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 905
 906 #ifdef APIC_IO
 907         for (i = 0; i < mp_napics; i++) {
 908                 ioapic[i] = permanent_io_mapping(io_apic_address[i]);
 909         }
 910 #endif
 911
 912         /* clear various tables */
 913         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
 914                 CPU_TO_ID(x) = -1;      /* logical CPU to APIC ID table */
 915 #ifdef APIC_IO
 916                 ID_TO_IO(x) = -1;       /* phy APIC ID to log CPU/IO table */
 917                 IO_TO_ID(x) = -1;       /* logical IO to APIC ID table */
 918 #endif
 919         }
 920
 921         /* clear bus data table */
 922         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
 923                 bus_data[x].bus_id = 0xff;
 924
 925 #ifdef APIC_IO
 926         /* clear IO APIC INT table */
 927         for (x = 0; x < (nintrs + 1); ++x) {
 928                 io_apic_ints[x].int_type = 0xff;
 929                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
 930         }
 931 #endif
 932
 933         /* record whether PIC or virtual-wire mode */
 934         machintr_setvar_simple(MACHINTR_VAR_IMCR_PRESENT, fps->mpfb2 & 0x80);
 935
 936         /* check for use of 'default' configuration */
 937         if (fps->mpfb1 != 0)
 938                 return fps->mpfb1;      /* return default configuration type */
 939
 940         cth = mpt->mp_cth;
 941         if (cth == NULL)
 942                 panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
 943
 944         /* walk the table, recording info of interest */
 945         totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
 946         position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
 947         count = cth->entry_count;
 948         apic = bus = intr = 0;
 949         cpu = 1;                                /* pre-count the BSP */
 950
 951         while (count--) {
 952                 switch (type = *(u_char *) position) {
 953                 case 0:
 954                         if (processor_entry(position, cpu))
 955                                 ++cpu;
 956
 957                         if (need_hyperthreading_fixup) {
 958                                 /*
 959                                  * Create fake mptable processor entries
 960                                  * and feed them to processor_entry() to
 961                                  * enumerate the logical CPUs.
 962                                  */
 963                                 proc.apic_id = ((proc_entry_ptr)position)->apic_id;
 964                                 for (i = 1; i < logical_cpus; i++) {
 965                                         proc.apic_id++;
 966                                         processor_entry(&proc, cpu);
 967                                         logical_cpus_mask |= (1 << cpu);
 968                                         cpu++;
 969                                 }
 970                         }
 971                         break;
 972                 case 1:
 973                         if (bus_entry(position, bus))
 974                                 ++bus;
 975                         break;
 976                 case 2:
 977 #ifdef APIC_IO
 978                         if (io_apic_entry(position, apic))
 979                                 ++apic;
 980 #endif
 981                         break;
 982                 case 3:
 983 #ifdef APIC_IO
 984                         if (int_entry(position, intr))
 985                                 ++intr;
 986 #endif
 987                         break;
 988                 case 4:
 989                         /* int_entry(position); */
 990                         break;
 991                 default:
 992                         panic("mpfps Base Table HOSED!");
 993                         /* NOTREACHED */
 994                 }
 995
 996                 totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
 997                 position = (uint8_t *)position + basetable_entry_types[type].length;
 998         }
 999
1000         if (CPU_TO_ID(0) < 0)
1001                 panic("NO BSP found!");
1002
1003         /* report fact that its NOT a default configuration */
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Check if we should perform a hyperthreading "fix-up" to
1009  * enumerate any logical CPU's that aren't already listed
1010  * in the table.
1011  *
1012  * XXX: We assume that all of the physical CPUs in the
1013  * system have the same number of logical CPUs.
1014  *
1015  * XXX: We assume that APIC ID's are allocated such that
1016  * the APIC ID's for a physical processor are aligned
1017  * with the number of logical CPU's in the processor.
1018  */
1019 static void
1020 mptable_hyperthread_fixup(u_int id_mask)
1021 {
1022         int i, id, lcpus_max;
1023
1024         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0)
1025                 return;
1026
1027         lcpus_max = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16;
1028         if (lcpus_max <= 1)
1029                 return;
1030
1031         if (strcmp(cpu_vendor, "GenuineIntel") == 0) {
1032                 /*
1033                  * INSTRUCTION SET REFERENCE, A-M (#253666)
1034                  * Page 3-181, Table 3-20
1035                  * "The nearest power-of-2 integer that is not smaller
1036                  *  than EBX[23:16] is the number of unique initial APIC
1037                  *  IDs reserved for addressing different logical
1038                  *  processors in a physical package."
1039                  */
1040                 for (i = 0; ; ++i) {
1041                         if ((1 << i) >= lcpus_max) {
1042                                 lcpus_max = 1 << i;
1043                                 break;
1044                         }
1045                 }
1046         }
1047
1048         if (mp_naps == lcpus_max) {
1049                 /* We have nothing to fix */
1050                 return;
1051         } else if (mp_naps == 1) {
1052                 /* XXX this may be incorrect */
1053                 logical_cpus = lcpus_max;
1054         } else {
1055                 int cur, prev, dist;
1056
1057                 /*
1058                  * Calculate the distances between two nearest
1059                  * APIC IDs.  If all such distances are same,
1060                  * then it is the number of missing cpus that
1061                  * we are going to fill later.
1062                  */
1063                 dist = cur = prev = -1;
1064                 for (id = 0; id < MAXCPU; ++id) {
1065                         if ((id_mask & 1 << id) == 0)
1066                                 continue;
1067
1068                         cur = id;
1069                         if (prev >= 0) {
1070                                 int new_dist = cur - prev;
1071
1072                                 if (dist < 0)
1073                                         dist = new_dist;
1074
1075                                 /*
1076                                  * Make sure that all distances
1077                                  * between two nearest APIC IDs
1078                                  * are same.
1079                                  */
1080                                 if (dist != new_dist)
1081                                         return;
1082                         }
1083                         prev = cur;
1084                 }
1085                 if (dist == 1)
1086                         return;
1087
1088                 /* Must be power of 2 */
1089                 if (dist & (dist - 1))
1090                         return;
1091
1092                 /* Can't exceed CPU package capacity */
1093                 if (dist > lcpus_max)
1094                         logical_cpus = lcpus_max;
1095                 else
1096                         logical_cpus = dist;
1097         }
1098
1099         /*
1100          * For each APIC ID of a CPU that is set in the mask,
1101          * scan the other candidate APIC ID's for this
1102          * physical processor.  If any of those ID's are
1103          * already in the table, then kill the fixup.
1104          */
1105         for (id = 0; id < MAXCPU; id++) {
1106                 if ((id_mask & 1 << id) == 0)
1107                         continue;
1108                 /* First, make sure we are on a logical_cpus boundary. */
1109                 if (id % logical_cpus != 0)
1110                         return;
1111                 for (i = id + 1; i < id + logical_cpus; i++)
1112                         if ((id_mask & 1 << i) != 0)
1113                                 return;
1114         }
1115
1116         /*
1117          * Ok, the ID's checked out, so enable the fixup.  We have to fixup
1118          * mp_naps right now.
1119          */
1120         need_hyperthreading_fixup = 1;
1121         mp_naps *= logical_cpus;
1122 }
1123
1124 static void
1125 mptable_map(struct mptable_pos *mpt, vm_paddr_t mpfps_paddr)
1126 {
1127         mpfps_t fps = NULL;
1128         mpcth_t cth = NULL;
1129         vm_size_t cth_mapsz = 0;
1130
1131         fps = pmap_mapdev(mpfps_paddr, sizeof(*fps));
1132         if (fps->pap != 0) {
1133                 /*
1134                  * Map configuration table header to get
1135                  * the base table size
1136                  */
1137                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, sizeof(*cth));
1138                 cth_mapsz = cth->base_table_length;
1139                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)cth, sizeof(*cth));
1140
1141                 /*
1142                  * Map the base table
1143                  */
1144                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, cth_mapsz);
1145         }
1146
1147         mpt->mp_fps = fps;
1148         mpt->mp_cth = cth;
1149         mpt->mp_cth_mapsz = cth_mapsz;
1150 }
1151
1152 static void
1153 mptable_unmap(struct mptable_pos *mpt)
1154 {
1155         if (mpt->mp_cth != NULL) {
1156                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_cth, mpt->mp_cth_mapsz);
1157                 mpt->mp_cth = NULL;
1158                 mpt->mp_cth_mapsz = 0;
1159         }
1160         if (mpt->mp_fps != NULL) {
1161                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_fps, sizeof(*mpt->mp_fps));
1162                 mpt->mp_fps = NULL;
1163         }
1164 }
1165
1166 #ifdef APIC_IO
1167
1168 void
1169 assign_apic_irq(int apic, int intpin, int irq)
1170 {
1171         int x;
1172
1173         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1174                 panic("assign_apic_irq: inconsistent table");
1175
1176         int_to_apicintpin[irq].ioapic = apic;
1177         int_to_apicintpin[irq].int_pin = intpin;
1178         int_to_apicintpin[irq].apic_address = ioapic[apic];
1179         int_to_apicintpin[irq].redirindex = IOAPIC_REDTBL + 2 * intpin;
1180
1181         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1182                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1183                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1184                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1185                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(apic) &&
1186                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == intpin)
1187                         io_apic_ints[x].int_vector = irq;
1188         }
1189 }
1190
1191 void
1192 revoke_apic_irq(int irq)
1193 {
1194         int x;
1195         int oldapic;
1196         int oldintpin;
1197
1198         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic == -1)
1199                 panic("revoke_apic_irq: inconsistent table");
1200
1201         oldapic = int_to_apicintpin[irq].ioapic;
1202         oldintpin = int_to_apicintpin[irq].int_pin;
1203
1204         int_to_apicintpin[irq].ioapic = -1;
1205         int_to_apicintpin[irq].int_pin = 0;
1206         int_to_apicintpin[irq].apic_address = NULL;
1207         int_to_apicintpin[irq].redirindex = 0;
1208
1209         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1210                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1211                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1212                     io_apic_ints[x].int_vector != 0xff &&
1213                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(oldapic) &&
1214                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == oldintpin)
1215                         io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1216         }
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Allocate an IRQ
1221  */
1222 static void
1223 allocate_apic_irq(int intr)
1224 {
1225         int apic;
1226         int intpin;
1227         int irq;
1228
1229         if (io_apic_ints[intr].int_vector != 0xff)
1230                 return;         /* Interrupt handler already assigned */
1231
1232         if (io_apic_ints[intr].int_type != 0 &&
1233             (io_apic_ints[intr].int_type != 3 ||
1234              (io_apic_ints[intr].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1235               io_apic_ints[intr].dst_apic_int == 0)))
1236                 return;         /* Not INT or ExtInt on != (0, 0) */
1237
1238         irq = 0;
1239         while (irq < APIC_INTMAPSIZE &&
1240                int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1241                 irq++;
1242
1243         if (irq >= APIC_INTMAPSIZE)
1244                 return;         /* No free interrupt handlers */
1245
1246         apic = ID_TO_IO(io_apic_ints[intr].dst_apic_id);
1247         intpin = io_apic_ints[intr].dst_apic_int;
1248
1249         assign_apic_irq(apic, intpin, irq);
1250         io_apic_setup_intpin(apic, intpin);
1251 }
1252
1253
1254 static void
1255 swap_apic_id(int apic, int oldid, int newid)
1256 {
1257         int x;
1258         int oapic;
1259
1260
1261         if (oldid == newid)
1262                 return;                 /* Nothing to do */
1263
1264         kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from %d to %d in MP table\n",
1265                apic, oldid, newid);
1266
1267         /* Swap physical APIC IDs in interrupt entries */
1268         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1269                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == oldid)
1270                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = newid;
1271                 else if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == newid)
1272                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = oldid;
1273         }
1274
1275         /* Swap physical APIC IDs in IO_TO_ID mappings */
1276         for (oapic = 0; oapic < mp_napics; oapic++)
1277                 if (IO_TO_ID(oapic) == newid)
1278                         break;
1279
1280         if (oapic < mp_napics) {
1281                 kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from "
1282                        "%d to %d in MP table\n",
1283                        oapic, newid, oldid);
1284                 IO_TO_ID(oapic) = oldid;
1285         }
1286         IO_TO_ID(apic) = newid;
1287 }
1288
1289
1290 static void
1291 fix_id_to_io_mapping(void)
1292 {
1293         int x;
1294
1295         for (x = 0; x < NAPICID; x++)
1296                 ID_TO_IO(x) = -1;
1297
1298         for (x = 0; x <= mp_naps; x++)
1299                 if (CPU_TO_ID(x) < NAPICID)
1300                         ID_TO_IO(CPU_TO_ID(x)) = x;
1301
1302         for (x = 0; x < mp_napics; x++)
1303                 if (IO_TO_ID(x) < NAPICID)
1304                         ID_TO_IO(IO_TO_ID(x)) = x;
1305 }
1306
1307
1308 static int
1309 first_free_apic_id(void)
1310 {
1311         int freeid, x;
1312
1313         for (freeid = 0; freeid < NAPICID; freeid++) {
1314                 for (x = 0; x <= mp_naps; x++)
1315                         if (CPU_TO_ID(x) == freeid)
1316                                 break;
1317                 if (x <= mp_naps)
1318                         continue;
1319                 for (x = 0; x < mp_napics; x++)
1320                         if (IO_TO_ID(x) == freeid)
1321                                 break;
1322                 if (x < mp_napics)
1323                         continue;
1324                 return freeid;
1325         }
1326         return freeid;
1327 }
1328
1329
1330 static int
1331 io_apic_id_acceptable(int apic, int id)
1332 {
1333         int cpu;                /* Logical CPU number */
1334         int oapic;              /* Logical IO APIC number for other IO APIC */
1335
1336         if (id >= NAPICID)
1337                 return 0;       /* Out of range */
1338
1339         for (cpu = 0; cpu <= mp_naps; cpu++)
1340                 if (CPU_TO_ID(cpu) == id)
1341                         return 0;       /* Conflict with CPU */
1342
1343         for (oapic = 0; oapic < mp_napics && oapic < apic; oapic++)
1344                 if (IO_TO_ID(oapic) == id)
1345                         return 0;       /* Conflict with other APIC */
1346
1347         return 1;               /* ID is acceptable for IO APIC */
1348 }
1349
1350 static
1351 io_int *
1352 io_apic_find_int_entry(int apic, int pin)
1353 {
1354         int     x;
1355
1356         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1357         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1358                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1359                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1360                         return (&io_apic_ints[x]);
1361         }
1362         return NULL;
1363 }
1364
1365 #endif
1366
1367 /*
1368  * parse an Intel MP specification table
1369  */
1370 static void
1371 mptable_fix(void)
1372 {
1373         int     x;
1374 #ifdef APIC_IO
1375         int     id;
1376         int     apic;           /* IO APIC unit number */
1377         int     freeid;         /* Free physical APIC ID */
1378         int     physid;         /* Current physical IO APIC ID */
1379         io_int *io14;
1380 #endif
1381         int     bus_0 = 0;      /* Stop GCC warning */
1382         int     bus_pci = 0;    /* Stop GCC warning */
1383         int     num_pci_bus;
1384
1385         /*
1386          * Fix mis-numbering of the PCI bus and its INT entries if the BIOS
1387          * did it wrong.  The MP spec says that when more than 1 PCI bus
1388          * exists the BIOS must begin with bus entries for the PCI bus and use
1389          * actual PCI bus numbering.  This implies that when only 1 PCI bus
1390          * exists the BIOS can choose to ignore this ordering, and indeed many
1391          * MP motherboards do ignore it.  This causes a problem when the PCI
1392          * sub-system makes requests of the MP sub-system based on PCI bus
1393          * numbers.     So here we look for the situation and renumber the
1394          * busses and associated INTs in an effort to "make it right".
1395          */
1396
1397         /* find bus 0, PCI bus, count the number of PCI busses */
1398         for (num_pci_bus = 0, x = 0; x < mp_nbusses; ++x) {
1399                 if (bus_data[x].bus_id == 0) {
1400                         bus_0 = x;
1401                 }
1402                 if (bus_data[x].bus_type == PCI) {
1403                         ++num_pci_bus;
1404                         bus_pci = x;
1405                 }
1406         }
1407         /*
1408          * bus_0 == slot of bus with ID of 0
1409          * bus_pci == slot of last PCI bus encountered
1410          */
1411
1412         /* check the 1 PCI bus case for sanity */
1413         /* if it is number 0 all is well */
1414         if (num_pci_bus == 1 &&
1415             bus_data[bus_pci].bus_id != 0) {
1416
1417                 /* mis-numbered, swap with whichever bus uses slot 0 */
1418
1419                 /* swap the bus entry types */
1420                 bus_data[bus_pci].bus_type = bus_data[bus_0].bus_type;
1421                 bus_data[bus_0].bus_type = PCI;
1422
1423 #ifdef APIC_IO
1424                 /* swap each relavant INTerrupt entry */
1425                 id = bus_data[bus_pci].bus_id;
1426                 for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1427                         if (io_apic_ints[x].src_bus_id == id) {
1428                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = 0;
1429                         }
1430                         else if (io_apic_ints[x].src_bus_id == 0) {
1431                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = id;
1432                         }
1433                 }
1434 #endif
1435         }
1436
1437 #ifdef APIC_IO
1438         /* Assign IO APIC IDs.
1439          *
1440          * First try the existing ID. If a conflict is detected, try
1441          * the ID in the MP table.  If a conflict is still detected, find
1442          * a free id.
1443          *
1444          * We cannot use the ID_TO_IO table before all conflicts has been
1445          * resolved and the table has been corrected.
1446          */
1447         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) { /* For all IO APICs */
1448
1449                 /* First try to use the value set by the BIOS */
1450                 physid = io_apic_get_id(apic);
1451                 if (io_apic_id_acceptable(apic, physid)) {
1452                         if (IO_TO_ID(apic) != physid)
1453                                 swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), physid);
1454                         continue;
1455                 }
1456
1457                 /* Then check if the value in the MP table is acceptable */
1458                 if (io_apic_id_acceptable(apic, IO_TO_ID(apic)))
1459                         continue;
1460
1461                 /* Last resort, find a free APIC ID and use it */
1462                 freeid = first_free_apic_id();
1463                 if (freeid >= NAPICID)
1464                         panic("No free physical APIC IDs found");
1465
1466                 if (io_apic_id_acceptable(apic, freeid)) {
1467                         swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), freeid);
1468                         continue;
1469                 }
1470                 panic("Free physical APIC ID not usable");
1471         }
1472         fix_id_to_io_mapping();
1473 #endif
1474
1475 #ifdef APIC_IO
1476         /* detect and fix broken Compaq MP table */
1477         if (apic_int_type(0, 0) == -1) {
1478                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: 8259->APIC entry missing!\n");
1479                 io_apic_ints[nintrs].int_type = 3;      /* ExtInt */
1480                 io_apic_ints[nintrs].int_vector = 0xff; /* Unassigned */
1481                 /* XXX fixme, set src bus id etc, but it doesn't seem to hurt */
1482                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_id = IO_TO_ID(0);
1483                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 0;  /* Pin 0 */
1484                 nintrs++;
1485         } else if (apic_int_type(0, 0) == 0) {
1486                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: ExtINT entry corrupt!\n");
1487                 for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1488                         if ((0 == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1489                             (0 == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1490                                 io_apic_ints[x].int_type = 3;
1491                                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1492                                 break;
1493                         }
1494         }
1495
1496         /*
1497          * Fix missing IRQ 15 when IRQ 14 is an ISA interrupt.  IDE
1498          * controllers universally come in pairs.  If IRQ 14 is specified
1499          * as an ISA interrupt, then IRQ 15 had better be too.
1500          *
1501          * [ Shuttle XPC / AMD Athlon X2 ]
1502          *      The MPTable is missing an entry for IRQ 15.  Note that the
1503          *      ACPI table has an entry for both 14 and 15.
1504          */
1505         if (apic_int_type(0, 14) == 0 && apic_int_type(0, 15) == -1) {
1506                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: IRQ 15 not ISA when IRQ 14 is!\n");
1507                 io14 = io_apic_find_int_entry(0, 14);
1508                 io_apic_ints[nintrs] = *io14;
1509                 io_apic_ints[nintrs].src_bus_irq = 15;
1510                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 15;
1511                 nintrs++;
1512         }
1513 #endif
1514 }
1515
1516 #ifdef APIC_IO
1517
1518 /* Assign low level interrupt handlers */
1519 static void
1520 setup_apic_irq_mapping(void)
1521 {
1522         int     x;
1523         int     int_vector;
1524
1525         /* Clear array */
1526         for (x = 0; x < APIC_INTMAPSIZE; x++) {
1527                 int_to_apicintpin[x].ioapic = -1;
1528                 int_to_apicintpin[x].int_pin = 0;
1529                 int_to_apicintpin[x].apic_address = NULL;
1530                 int_to_apicintpin[x].redirindex = 0;
1531         }
1532
1533         /* First assign ISA/EISA interrupts */
1534         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1535                 int_vector = io_apic_ints[x].src_bus_irq;
1536                 if (int_vector < APIC_INTMAPSIZE &&
1537                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1538                     int_to_apicintpin[int_vector].ioapic == -1 &&
1539                     (apic_int_is_bus_type(x, ISA) ||
1540                      apic_int_is_bus_type(x, EISA)) &&
1541                     io_apic_ints[x].int_type == 0) {
1542                         assign_apic_irq(ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id),
1543                                         io_apic_ints[x].dst_apic_int,
1544                                         int_vector);
1545                 }
1546         }
1547
1548         /* Assign ExtInt entry if no ISA/EISA interrupt 0 entry */
1549         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1550                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_int == 0 &&
1551                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1552                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1553                     int_to_apicintpin[0].ioapic == -1 &&
1554                     io_apic_ints[x].int_type == 3) {
1555                         assign_apic_irq(0, 0, 0);
1556                         break;
1557                 }
1558         }
1559         /* PCI interrupt assignment is deferred */
1560 }
1561
1562 #endif
1563
1564 void
1565 mp_set_cpuids(int cpu_id, int apic_id)
1566 {
1567         CPU_TO_ID(cpu_id) = apic_id;
1568         ID_TO_CPU(apic_id) = cpu_id;
1569 }
1570
1571 static int
1572 processor_entry(proc_entry_ptr entry, int cpu)
1573 {
1574         KKASSERT(cpu > 0);
1575
1576         /* check for usability */
1577         if (!(entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN))
1578                 return 0;
1579
1580         if(entry->apic_id >= NAPICID)
1581                 panic("CPU APIC ID out of range (0..%d)", NAPICID - 1);
1582         /* check for BSP flag */
1583         if (entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
1584                 mp_set_cpuids(0, entry->apic_id);
1585                 return 0;       /* its already been counted */
1586         }
1587
1588         /* add another AP to list, if less than max number of CPUs */
1589         else if (cpu < MAXCPU) {
1590                 mp_set_cpuids(cpu, entry->apic_id);
1591                 return 1;
1592         }
1593
1594         return 0;
1595 }
1596
1597
1598 static int
1599 bus_entry(bus_entry_ptr entry, int bus)
1600 {
1601         int     x;
1602         char    c, name[8];
1603
1604         /* encode the name into an index */
1605         for (x = 0; x < 6; ++x) {
1606                 if ((c = entry->bus_type[x]) == ' ')
1607                         break;
1608                 name[x] = c;
1609         }
1610         name[x] = '\0';
1611
1612         if ((x = lookup_bus_type(name)) == UNKNOWN_BUSTYPE)
1613                 panic("unknown bus type: '%s'", name);
1614
1615         bus_data[bus].bus_id = entry->bus_id;
1616         bus_data[bus].bus_type = x;
1617
1618         return 1;
1619 }
1620
1621 #ifdef APIC_IO
1622
1623 static int
1624 io_apic_entry(io_apic_entry_ptr entry, int apic)
1625 {
1626         if (!(entry->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN))
1627                 return 0;
1628
1629         IO_TO_ID(apic) = entry->apic_id;
1630         if (entry->apic_id < NAPICID)
1631                 ID_TO_IO(entry->apic_id) = apic;
1632
1633         return 1;
1634 }
1635
1636 #endif
1637
1638 static int
1639 lookup_bus_type(char *name)
1640 {
1641         int     x;
1642
1643         for (x = 0; x < MAX_BUSTYPE; ++x)
1644                 if (strcmp(bus_type_table[x].name, name) == 0)
1645                         return bus_type_table[x].type;
1646
1647         return UNKNOWN_BUSTYPE;
1648 }
1649
1650 #ifdef APIC_IO
1651
1652 static int
1653 int_entry(int_entry_ptr entry, int intr)
1654 {
1655         int apic;
1656
1657         io_apic_ints[intr].int_type = entry->int_type;
1658         io_apic_ints[intr].int_flags = entry->int_flags;
1659         io_apic_ints[intr].src_bus_id = entry->src_bus_id;
1660         io_apic_ints[intr].src_bus_irq = entry->src_bus_irq;
1661         if (entry->dst_apic_id == 255) {
1662                 /* This signal goes to all IO APICS.  Select an IO APIC
1663                    with sufficient number of interrupt pins */
1664                 for (apic = 0; apic < mp_napics; apic++)
1665                         if (((io_apic_read(apic, IOAPIC_VER) &
1666                               IOART_VER_MAXREDIR) >> MAXREDIRSHIFT) >=
1667                             entry->dst_apic_int)
1668                                 break;
1669                 if (apic < mp_napics)
1670                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = IO_TO_ID(apic);
1671                 else
1672                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1673         } else
1674                 io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1675         io_apic_ints[intr].dst_apic_int = entry->dst_apic_int;
1676
1677         return 1;
1678 }
1679
1680 static int
1681 apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type)
1682 {
1683         int     bus;
1684
1685         for (bus = 0; bus < mp_nbusses; ++bus)
1686                 if ((bus_data[bus].bus_id == io_apic_ints[intr].src_bus_id)
1687                     && ((int) bus_data[bus].bus_type == bus_type))
1688                         return 1;
1689
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Given a traditional ISA INT mask, return an APIC mask.
1695  */
1696 u_int
1697 isa_apic_mask(u_int isa_mask)
1698 {
1699         int isa_irq;
1700         int apic_pin;
1701
1702 #if defined(SKIP_IRQ15_REDIRECT)
1703         if (isa_mask == (1 << 15)) {
1704                 kprintf("skipping ISA IRQ15 redirect\n");
1705                 return isa_mask;
1706         }
1707 #endif  /* SKIP_IRQ15_REDIRECT */
1708
1709         isa_irq = ffs(isa_mask);                /* find its bit position */
1710         if (isa_irq == 0)                       /* doesn't exist */
1711                 return 0;
1712         --isa_irq;                              /* make it zero based */
1713
1714         apic_pin = isa_apic_irq(isa_irq);       /* look for APIC connection */
1715         if (apic_pin == -1)
1716                 return 0;
1717
1718         return (1 << apic_pin);                 /* convert pin# to a mask */
1719 }
1720
1721 /*
1722  * Determine which APIC pin an ISA/EISA INT is attached to.
1723  */
1724 #define INTTYPE(I)      (io_apic_ints[(I)].int_type)
1725 #define INTPIN(I)       (io_apic_ints[(I)].dst_apic_int)
1726 #define INTIRQ(I)       (io_apic_ints[(I)].int_vector)
1727 #define INTAPIC(I)      (ID_TO_IO(io_apic_ints[(I)].dst_apic_id))
1728
1729 #define SRCBUSIRQ(I)    (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq)
1730 int
1731 isa_apic_irq(int isa_irq)
1732 {
1733         int     intr;
1734
1735         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1736                 if (INTTYPE(intr) == 0) {               /* standard INT */
1737                         if (SRCBUSIRQ(intr) == isa_irq) {
1738                                 if (apic_int_is_bus_type(intr, ISA) ||
1739                                     apic_int_is_bus_type(intr, EISA)) {
1740                                         if (INTIRQ(intr) == 0xff)
1741                                                 return -1; /* unassigned */
1742                                         return INTIRQ(intr);    /* found */
1743                                 }
1744                         }
1745                 }
1746         }
1747         return -1;                                      /* NOT found */
1748 }
1749
1750
1751 /*
1752  * Determine which APIC pin a PCI INT is attached to.
1753  */
1754 #define SRCBUSID(I)     (io_apic_ints[(I)].src_bus_id)
1755 #define SRCBUSDEVICE(I) ((io_apic_ints[(I)].src_bus_irq >> 2) & 0x1f)
1756 #define SRCBUSLINE(I)   (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq & 0x03)
1757 int
1758 pci_apic_irq(int pciBus, int pciDevice, int pciInt)
1759 {
1760         int     intr;
1761
1762         --pciInt;                                       /* zero based */
1763
1764         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1765                 if ((INTTYPE(intr) == 0)                /* standard INT */
1766                     && (SRCBUSID(intr) == pciBus)
1767                     && (SRCBUSDEVICE(intr) == pciDevice)
1768                     && (SRCBUSLINE(intr) == pciInt)) {  /* a candidate IRQ */
1769                         if (apic_int_is_bus_type(intr, PCI)) {
1770                                 if (INTIRQ(intr) == 0xff)
1771                                         allocate_apic_irq(intr);
1772                                 if (INTIRQ(intr) == 0xff)
1773                                         return -1;      /* unassigned */
1774                                 return INTIRQ(intr);    /* exact match */
1775                         }
1776                 }
1777         }
1778
1779         return -1;                                      /* NOT found */
1780 }
1781
1782 int
1783 next_apic_irq(int irq)
1784 {
1785         int intr, ointr;
1786         int bus, bustype;
1787
1788         bus = 0;
1789         bustype = 0;
1790         for (intr = 0; intr < nintrs; intr++) {
1791                 if (INTIRQ(intr) != irq || INTTYPE(intr) != 0)
1792                         continue;
1793                 bus = SRCBUSID(intr);
1794                 bustype = apic_bus_type(bus);
1795                 if (bustype != ISA &&
1796                     bustype != EISA &&
1797                     bustype != PCI)
1798                         continue;
1799                 break;
1800         }
1801         if (intr >= nintrs) {
1802                 return -1;
1803         }
1804         for (ointr = intr + 1; ointr < nintrs; ointr++) {
1805                 if (INTTYPE(ointr) != 0)
1806                         continue;
1807                 if (bus != SRCBUSID(ointr))
1808                         continue;
1809                 if (bustype == PCI) {
1810                         if (SRCBUSDEVICE(intr) != SRCBUSDEVICE(ointr))
1811                                 continue;
1812                         if (SRCBUSLINE(intr) != SRCBUSLINE(ointr))
1813                                 continue;
1814                 }
1815                 if (bustype == ISA || bustype == EISA) {
1816                         if (SRCBUSIRQ(intr) != SRCBUSIRQ(ointr))
1817                                 continue;
1818                 }
1819                 if (INTPIN(intr) == INTPIN(ointr))
1820                         continue;
1821                 break;
1822         }
1823         if (ointr >= nintrs) {
1824                 return -1;
1825         }
1826         return INTIRQ(ointr);
1827 }
1828 #undef SRCBUSLINE
1829 #undef SRCBUSDEVICE
1830 #undef SRCBUSID
1831 #undef SRCBUSIRQ
1832
1833 #undef INTPIN
1834 #undef INTIRQ
1835 #undef INTAPIC
1836 #undef INTTYPE
1837
1838 #endif
1839
1840 /*
1841  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect an ISA INTerrupt.
1842  *
1843  * XXX FIXME:
1844  *  Exactly what this means is unclear at this point.  It is a solution
1845  *  for motherboards that redirect the MBIRQ0 pin.  Generically a motherboard
1846  *  could route any of the ISA INTs to upper (>15) IRQ values.  But most would
1847  *  NOT be redirected via MBIRQ0, thus "undirect()ing" them would NOT be an
1848  *  option.
1849  */
1850 int
1851 undirect_isa_irq(int rirq)
1852 {
1853 #if defined(READY)
1854         if (bootverbose)
1855             kprintf("Freeing redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1856         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1857         return /* XXX */;
1858 #else
1859         if (bootverbose)
1860             kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1861         return 0;
1862 #endif  /* READY */
1863 }
1864
1865
1866 /*
1867  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect a PCI INTerrupt
1868  */
1869 int
1870 undirect_pci_irq(int rirq)
1871 {
1872 #if defined(READY)
1873         if (bootverbose)
1874                 kprintf("Freeing redirected PCI irq %d.\n", rirq);
1875
1876         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1877         return /* XXX */;
1878 #else
1879         if (bootverbose)
1880                 kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected PCI irq %d.\n",
1881                        rirq);
1882         return 0;
1883 #endif  /* READY */
1884 }
1885
1886
1887 /*
1888  * given a bus ID, return:
1889  *  the bus type if found
1890  *  -1 if NOT found
1891  */
1892 int
1893 apic_bus_type(int id)
1894 {
1895         int     x;
1896
1897         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
1898                 if (bus_data[x].bus_id == id)
1899                         return bus_data[x].bus_type;
1900
1901         return -1;
1902 }
1903
1904 #ifdef APIC_IO
1905
1906 /*
1907  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1908  *  the associated src bus ID if found
1909  *  -1 if NOT found
1910  */
1911 int
1912 apic_src_bus_id(int apic, int pin)
1913 {
1914         int     x;
1915
1916         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1917         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1918                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1919                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1920                         return (io_apic_ints[x].src_bus_id);
1921
1922         return -1;              /* NOT found */
1923 }
1924
1925 /*
1926  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1927  *  the associated src bus IRQ if found
1928  *  -1 if NOT found
1929  */
1930 int
1931 apic_src_bus_irq(int apic, int pin)
1932 {
1933         int     x;
1934
1935         for (x = 0; x < nintrs; x++)
1936                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1937                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1938                         return (io_apic_ints[x].src_bus_irq);
1939
1940         return -1;              /* NOT found */
1941 }
1942
1943
1944 /*
1945  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1946  *  the associated INTerrupt type if found
1947  *  -1 if NOT found
1948  */
1949 int
1950 apic_int_type(int apic, int pin)
1951 {
1952         int     x;
1953
1954         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1955         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1956                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1957                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1958                         return (io_apic_ints[x].int_type);
1959         }
1960         return -1;              /* NOT found */
1961 }
1962
1963 /*
1964  * Return the IRQ associated with an APIC pin
1965  */
1966 int
1967 apic_irq(int apic, int pin)
1968 {
1969         int x;
1970         int res;
1971
1972         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1973                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1974                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1975                         res = io_apic_ints[x].int_vector;
1976                         if (res == 0xff)
1977                                 return -1;
1978                         if (apic != int_to_apicintpin[res].ioapic)
1979                                 panic("apic_irq: inconsistent table %d/%d", apic, int_to_apicintpin[res].ioapic);
1980                         if (pin != int_to_apicintpin[res].int_pin)
1981                                 panic("apic_irq inconsistent table (2)");
1982                         return res;
1983                 }
1984         }
1985         return -1;
1986 }
1987
1988
1989 /*
1990  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1991  *  the associated trigger mode if found
1992  *  -1 if NOT found
1993  */
1994 int
1995 apic_trigger(int apic, int pin)
1996 {
1997         int     x;
1998
1999         /* search each of the possible INTerrupt sources */
2000         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
2001                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
2002                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
2003                         return ((io_apic_ints[x].int_flags >> 2) & 0x03);
2004
2005         return -1;              /* NOT found */
2006 }
2007
2008
2009 /*
2010  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
2011  *  the associated 'active' level if found
2012  *  -1 if NOT found
2013  */
2014 int
2015 apic_polarity(int apic, int pin)
2016 {
2017         int     x;
2018
2019         /* search each of the possible INTerrupt sources */
2020         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
2021                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
2022                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
2023                         return (io_apic_ints[x].int_flags & 0x03);
2024
2025         return -1;              /* NOT found */
2026 }
2027
2028 #endif
2029
2030 /*
2031  * set data according to MP defaults
2032  * FIXME: probably not complete yet...
2033  */
2034 static void
2035 mptable_default(int type)
2036 {
2037         int     ap_cpu_id, boot_cpu_id;
2038 #if defined(APIC_IO)
2039         int     io_apic_id;
2040         int     pin;
2041 #endif  /* APIC_IO */
2042
2043 #if 0
2044         kprintf("  MP default config type: %d\n", type);
2045         switch (type) {
2046         case 1:
2047                 kprintf("   bus: ISA, APIC: 82489DX\n");
2048                 break;
2049         case 2:
2050                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
2051                 break;
2052         case 3:
2053                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
2054                 break;
2055         case 4:
2056                 kprintf("   bus: MCA, APIC: 82489DX\n");
2057                 break;
2058         case 5:
2059                 kprintf("   bus: ISA+PCI, APIC: Integrated\n");
2060                 break;
2061         case 6:
2062                 kprintf("   bus: EISA+PCI, APIC: Integrated\n");
2063                 break;
2064         case 7:
2065                 kprintf("   bus: MCA+PCI, APIC: Integrated\n");
2066                 break;
2067         default:
2068                 kprintf("   future type\n");
2069                 break;
2070                 /* NOTREACHED */
2071         }
2072 #endif  /* 0 */
2073
2074         boot_cpu_id = (lapic.id & APIC_ID_MASK) >> 24;
2075         ap_cpu_id = (boot_cpu_id == 0) ? 1 : 0;
2076
2077         /* BSP */
2078         CPU_TO_ID(0) = boot_cpu_id;
2079         ID_TO_CPU(boot_cpu_id) = 0;
2080
2081         /* one and only AP */
2082         CPU_TO_ID(1) = ap_cpu_id;
2083         ID_TO_CPU(ap_cpu_id) = 1;
2084
2085 #if defined(APIC_IO)
2086         /* one and only IO APIC */
2087         io_apic_id = (io_apic_read(0, IOAPIC_ID) & APIC_ID_MASK) >> 24;
2088
2089         /*
2090          * sanity check, refer to MP spec section 3.6.6, last paragraph
2091          * necessary as some hardware isn't properly setting up the IO APIC
2092          */
2093 #if defined(REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE)
2094         if (io_apic_id != 2) {
2095 #else
2096         if ((io_apic_id == 0) || (io_apic_id == 1) || (io_apic_id == 15)) {
2097 #endif  /* REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE */
2098                 io_apic_set_id(0, 2);
2099                 io_apic_id = 2;
2100         }
2101         IO_TO_ID(0) = io_apic_id;
2102         ID_TO_IO(io_apic_id) = 0;
2103 #endif  /* APIC_IO */
2104
2105         /* fill out bus entries */
2106         switch (type) {
2107         case 1:
2108         case 2:
2109         case 3:
2110         case 4:
2111         case 5:
2112         case 6:
2113         case 7:
2114                 bus_data[0].bus_id = default_data[type - 1][1];
2115                 bus_data[0].bus_type = default_data[type - 1][2];
2116                 bus_data[1].bus_id = default_data[type - 1][3];
2117                 bus_data[1].bus_type = default_data[type - 1][4];
2118                 break;
2119
2120         /* case 4: case 7:                 MCA NOT supported */
2121         default:                /* illegal/reserved */
2122                 panic("BAD default MP config: %d", type);
2123                 /* NOTREACHED */
2124         }
2125
2126 #if defined(APIC_IO)
2127         /* general cases from MP v1.4, table 5-2 */
2128         for (pin = 0; pin < 16; ++pin) {
2129                 io_apic_ints[pin].int_type = 0;
2130                 io_apic_ints[pin].int_flags = 0x05;     /* edge/active-hi */
2131                 io_apic_ints[pin].src_bus_id = 0;
2132                 io_apic_ints[pin].src_bus_irq = pin;    /* IRQ2 caught below */
2133                 io_apic_ints[pin].dst_apic_id = io_apic_id;
2134                 io_apic_ints[pin].dst_apic_int = pin;   /* 1-to-1 */
2135         }
2136
2137         /* special cases from MP v1.4, table 5-2 */
2138         if (type == 2) {
2139                 io_apic_ints[2].int_type = 0xff;        /* N/C */
2140                 io_apic_ints[13].int_type = 0xff;       /* N/C */
2141 #if !defined(APIC_MIXED_MODE)
2142                 /** FIXME: ??? */
2143                 panic("sorry, can't support type 2 default yet");
2144 #endif  /* APIC_MIXED_MODE */
2145         }
2146         else
2147                 io_apic_ints[2].src_bus_irq = 0;        /* ISA IRQ0 is on APIC INT 2 */
2148
2149         if (type == 7)
2150                 io_apic_ints[0].int_type = 0xff;        /* N/C */
2151         else
2152                 io_apic_ints[0].int_type = 3;   /* vectored 8259 */
2153 #endif  /* APIC_IO */
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Map a physical memory address representing I/O into KVA.  The I/O
2158  * block is assumed not to cross a page boundary.
2159  */
2160 void *
2161 permanent_io_mapping(vm_paddr_t pa)
2162 {
2163         vm_offset_t vaddr;
2164         int pgeflag;
2165         int i;
2166
2167         KKASSERT(pa < 0x100000000LL);
2168
2169         pgeflag = 0;    /* not used for SMP yet */
2170
2171         /*
2172          * If the requested physical address has already been incidently
2173          * mapped, just use the existing mapping.  Otherwise create a new
2174          * mapping.
2175          */
2176         for (i = IO_MAPPING_START_INDEX; i < SMPpt_alloc_index; ++i) {
2177                 if (((vm_offset_t)SMPpt[i] & PG_FRAME) ==
2178                     ((vm_offset_t)pa & PG_FRAME)) {
2179                         break;
2180                 }
2181         }
2182         if (i == SMPpt_alloc_index) {
2183                 if (i == NPTEPG - 2) {
2184                         panic("permanent_io_mapping: We ran out of space"
2185                               " in SMPpt[]!");
2186                 }
2187                 SMPpt[i] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | pgeflag |
2188                            ((vm_offset_t)pa & PG_FRAME));
2189                 ++SMPpt_alloc_index;
2190         }
2191         vaddr = (vm_offset_t)CPU_prvspace + (i * PAGE_SIZE) +
2192                 ((vm_offset_t)pa & PAGE_MASK);
2193         return ((void *)vaddr);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * start each AP in our list
2198  */
2199 static int
2200 start_all_aps(u_int boot_addr)
2201 {
2202         int     x, i, pg;
2203         int     shift;
2204         u_char  mpbiosreason;
2205         u_long  mpbioswarmvec;
2206         struct mdglobaldata *gd;
2207         struct privatespace *ps;
2208         char *stack;
2209         uintptr_t kptbase;
2210
2211         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
2212
2213         /* Initialize BSP's local APIC */
2214         apic_initialize(TRUE);
2215         bsp_apic_ready = 1;
2216
2217         /* install the AP 1st level boot code */
2218         install_ap_tramp(boot_addr);
2219
2220
2221         /* save the current value of the warm-start vector */
2222         mpbioswarmvec = *((u_long *) WARMBOOT_OFF);
2223         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2224         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
2225
2226         /* set up temporary P==V mapping for AP boot */
2227         /* XXX this is a hack, we should boot the AP on its own stack/PTD */
2228         kptbase = (uintptr_t)(void *)KPTphys;
2229         for (x = 0; x < NKPT; x++) {
2230                 PTD[x] = (pd_entry_t)(PG_V | PG_RW |
2231                     ((kptbase + x * PAGE_SIZE) & PG_FRAME));
2232         }
2233         cpu_invltlb();
2234
2235         /* start each AP */
2236         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
2237
2238                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
2239
2240                 /* first page of AP's private space */
2241                 pg = x * i386_btop(sizeof(struct privatespace));
2242
2243                 /* allocate new private data page(s) */
2244                 gd = (struct mdglobaldata *)kmem_alloc(&kernel_map,
2245                                 MDGLOBALDATA_BASEALLOC_SIZE);
2246                 /* wire it into the private page table page */
2247                 for (i = 0; i < MDGLOBALDATA_BASEALLOC_SIZE; i += PAGE_SIZE) {
2248                         SMPpt[pg + i / PAGE_SIZE] = (pt_entry_t)
2249                             (PG_V | PG_RW | vtophys_pte((char *)gd + i));
2250                 }
2251                 pg += MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
2252
2253                 SMPpt[pg + 0] = 0;              /* *gd_CMAP1 */
2254                 SMPpt[pg + 1] = 0;              /* *gd_CMAP2 */
2255                 SMPpt[pg + 2] = 0;              /* *gd_CMAP3 */
2256                 SMPpt[pg + 3] = 0;              /* *gd_PMAP1 */
2257
2258                 /* allocate and set up an idle stack data page */
2259                 stack = (char *)kmem_alloc(&kernel_map, UPAGES*PAGE_SIZE);
2260                 for (i = 0; i < UPAGES; i++) {
2261                         SMPpt[pg + 4 + i] = (pt_entry_t)
2262                             (PG_V | PG_RW | vtophys_pte(PAGE_SIZE * i + stack));
2263                 }
2264
2265                 gd = &CPU_prvspace[x].mdglobaldata;     /* official location */
2266                 bzero(gd, sizeof(*gd));
2267                 gd->mi.gd_prvspace = ps = &CPU_prvspace[x];
2268
2269                 /* prime data page for it to use */
2270                 mi_gdinit(&gd->mi, x);
2271                 cpu_gdinit(gd, x);
2272                 gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
2273                 gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
2274                 gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
2275                 gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
2276                 gd->gd_CADDR1 = ps->CPAGE1;
2277                 gd->gd_CADDR2 = ps->CPAGE2;
2278                 gd->gd_CADDR3 = ps->CPAGE3;
2279                 gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)ps->PPAGE1;
2280                 gd->mi.gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2281                 bzero(gd->mi.gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2282
2283                 /* setup a vector to our boot code */
2284                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
2285                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
2286                 outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2287                 outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
2288
2289                 /*
2290                  * Setup the AP boot stack
2291                  */
2292                 bootSTK = &ps->idlestack[UPAGES*PAGE_SIZE/2];
2293                 bootAP = x;
2294
2295                 /* attempt to start the Application Processor */
2296                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
2297                 if (!start_ap(gd, boot_addr)) {
2298                         kprintf("AP #%d (PHY# %d) failed!\n", x, CPU_TO_ID(x));
2299                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
2300                         /* better panic as the AP may be running loose */
2301                         kprintf("panic y/n? [y] ");
2302                         if (cngetc() != 'n')
2303                                 panic("bye-bye");
2304                 }
2305                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
2306
2307                 /* record its version info */
2308                 cpu_apic_versions[x] = cpu_apic_versions[0];
2309         }
2310
2311         /* set ncpus to 1 + highest logical cpu.  Not all may have come up */
2312         ncpus = x;
2313
2314         /* ncpus2 -- ncpus rounded down to the nearest power of 2 */
2315         for (shift = 0; (1 << shift) <= ncpus; ++shift)
2316                 ;
2317         --shift;
2318         ncpus2_shift = shift;
2319         ncpus2 = 1 << shift;
2320         ncpus2_mask = ncpus2 - 1;
2321
2322         /* ncpus_fit -- ncpus rounded up to the nearest power of 2 */
2323         if ((1 << shift) < ncpus)
2324                 ++shift;
2325         ncpus_fit = 1 << shift;
2326         ncpus_fit_mask = ncpus_fit - 1;
2327
2328         /* build our map of 'other' CPUs */
2329         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~(1 << mycpu->gd_cpuid);
2330         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2331         bzero(mycpu->gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2332
2333         /* fill in our (BSP) APIC version */
2334         cpu_apic_versions[0] = lapic.version;
2335
2336         /* restore the warmstart vector */
2337         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
2338         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2339         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
2340
2341         /*
2342          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
2343          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
2344          */
2345         for (x = 0; x < NKPT; x++)
2346                 PTD[x] = 0;
2347         pmap_set_opt();
2348
2349         /* number of APs actually started */
2350         return ncpus - 1;
2351 }
2352
2353
2354 /*
2355  * load the 1st level AP boot code into base memory.
2356  */
2357
2358 /* targets for relocation */
2359 extern void bigJump(void);
2360 extern void bootCodeSeg(void);
2361 extern void bootDataSeg(void);
2362 extern void MPentry(void);
2363 extern u_int MP_GDT;
2364 extern u_int mp_gdtbase;
2365
2366 static void
2367 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
2368 {
2369         int     x;
2370         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
2371         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
2372         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2373         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
2374         u_int8_t *dst8;
2375         u_int16_t *dst16;
2376         u_int32_t *dst32;
2377
2378         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
2379
2380         for (x = 0; x < size; ++x)
2381                 *dst++ = *src++;
2382
2383         /*
2384          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
2385          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
2386          * to mpboot.s might require changes here.
2387          */
2388
2389         /* boot code is located in KERNEL space */
2390         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2391
2392         /* modify the lgdt arg */
2393         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
2394         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
2395
2396         /* modify the ljmp target for MPentry() */
2397         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
2398         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
2399
2400         /* modify the target for boot code segment */
2401         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
2402         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2403         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2404         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2405
2406         /* modify the target for boot data segment */
2407         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
2408         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2409         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2410         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2411 }
2412
2413
2414 /*
2415  * this function starts the AP (application processor) identified
2416  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
2417  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
2418  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
2419  * but it seems to work.
2420  *
2421  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just
2422  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
2423  */
2424 static int
2425 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr)
2426 {
2427         int     physical_cpu;
2428         int     vector;
2429         u_long  icr_lo, icr_hi;
2430
2431         POSTCODE(START_AP_POST);
2432
2433         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
2434         physical_cpu = CPU_TO_ID(gd->mi.gd_cpuid);
2435
2436         /* calculate the vector */
2437         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
2438
2439         /* Make sure the target cpu sees everything */
2440         wbinvd();
2441
2442         /*
2443          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
2444          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
2445          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
2446          * ignored.
2447          */
2448
2449         /* setup the address for the target AP */
2450         icr_hi = lapic.icr_hi & ~APIC_ID_MASK;
2451         icr_hi |= (physical_cpu << 24);
2452         lapic.icr_hi = icr_hi;
2453
2454         /* do an INIT IPI: assert RESET */
2455         icr_lo = lapic.icr_lo & 0xfff00000;
2456         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x0000c500;
2457
2458         /* wait for pending status end */
2459         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2460                  /* spin */ ;
2461
2462         /* do an INIT IPI: deassert RESET */
2463         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00008500;
2464
2465         /* wait for pending status end */
2466         u_sleep(10000);         /* wait ~10mS */
2467         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2468                  /* spin */ ;
2469
2470         /*
2471          * next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
2472          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
2473          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
2474          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
2475          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
2476          * will run.
2477          */
2478
2479         /* do a STARTUP IPI */
2480         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2481         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2482                  /* spin */ ;
2483         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2484
2485         /*
2486          * finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
2487          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
2488          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
2489          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
2490          */
2491
2492         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2493         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2494                  /* spin */ ;
2495         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2496
2497         /* wait for it to start, see ap_init() */
2498         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
2499         while (read_apic_timer()) {
2500                 if (smp_startup_mask & (1 << gd->mi.gd_cpuid))
2501                         return 1;       /* return SUCCESS */
2502         }
2503         return 0;               /* return FAILURE */
2504 }
2505
2506
2507 /*
2508  * Lazy flush the TLB on all other CPU's.  DEPRECATED.
2509  *
2510  * If for some reason we were unable to start all cpus we cannot safely
2511  * use broadcast IPIs.
2512  */
2513 void
2514 smp_invltlb(void)
2515 {
2516 #ifdef SMP
2517         if (smp_startup_mask == smp_active_mask) {
2518                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
2519         } else {
2520                 selected_apic_ipi(smp_active_mask, XINVLTLB_OFFSET,
2521                         APIC_DELMODE_FIXED);
2522         }
2523 #endif
2524 }
2525
2526 /*
2527  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
2528  *  requesting that they halt execution.
2529  *
2530  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
2531  *
2532  *  - Signals all CPUs in map to stop.
2533  *  - Waits for each to stop.
2534  *
2535  * Returns:
2536  *  -1: error
2537  *   0: NA
2538  *   1: ok
2539  *
2540  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
2541  *            from executing at same time.
2542  */
2543 int
2544 stop_cpus(u_int map)
2545 {
2546         map &= smp_active_mask;
2547
2548         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
2549         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2550
2551         while ((stopped_cpus & map) != map)
2552                 /* spin */ ;
2553
2554         return 1;
2555 }
2556
2557
2558 /*
2559  * Called by a CPU to restart stopped CPUs.
2560  *
2561  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
2562  *
2563  *  - Signals all CPUs in map to restart.
2564  *  - Waits for each to restart.
2565  *
2566  * Returns:
2567  *  -1: error
2568  *   0: NA
2569  *   1: ok
2570  */
2571 int
2572 restart_cpus(u_int map)
2573 {
2574         /* signal other cpus to restart */
2575         started_cpus = map & smp_active_mask;
2576
2577         while ((stopped_cpus & map) != 0) /* wait for each to clear its bit */
2578                 /* spin */ ;
2579
2580         return 1;
2581 }
2582
2583 /*
2584  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
2585  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
2586  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
2587  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
2588  * remain disabled at return.
2589  */
2590 void
2591 ap_init(void)
2592 {
2593         u_int   apic_id;
2594
2595         /*
2596          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
2597          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
2598          * is waiting for our signal.
2599          *
2600          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
2601          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
2602          * trying to send us an IPI.
2603          */
2604         smp_startup_mask |= 1 << mycpu->gd_cpuid;
2605         cpu_mfence();
2606
2607         /*
2608          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
2609          * then get the MP lock.
2610          *
2611          * Note: We are in a critical section.
2612          *
2613          * Note: We have to synchronize td_mpcount to our desired MP state
2614          * before calling cpu_try_mplock().
2615          *
2616          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
2617          *
2618          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
2619          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
2620          * caching it.
2621          */
2622         while (mp_finish == 0)
2623             cpu_lfence();
2624         ++curthread->td_mpcount;
2625         while (cpu_try_mplock() == 0)
2626             ;
2627
2628         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
2629             /*
2630              * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out the
2631              * relative difference to synchronize ktrdump.
2632              */
2633             tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
2634         }
2635
2636         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
2637         cpu_invltlb();
2638
2639 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2640         lidt(&r_idt);
2641 #endif
2642
2643         /* Build our map of 'other' CPUs. */
2644         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~(1 << mycpu->gd_cpuid);
2645
2646         kprintf("SMP: AP CPU #%d Launched!\n", mycpu->gd_cpuid);
2647
2648         /* A quick check from sanity claus */
2649         apic_id = (apic_id_to_logical[(lapic.id & 0x0f000000) >> 24]);
2650         if (mycpu->gd_cpuid != apic_id) {
2651                 kprintf("SMP: cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
2652                 kprintf("SMP: apic_id = %d\n", apic_id);
2653                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
2654                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
2655         }
2656
2657         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
2658         apic_initialize(FALSE);
2659
2660         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
2661         mem_range_AP_init();
2662
2663         /*
2664          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
2665          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
2666          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
2667          * message interlock could be left set which would also prevent
2668          * further IPIs.
2669          *
2670          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
2671          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
2672          * because we returning almost directly into the idle loop.
2673          *
2674          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
2675          * nothing we've done put it there.
2676          */
2677         KKASSERT(curthread->td_mpcount == 1);
2678         smp_active_mask |= 1 << mycpu->gd_cpuid;
2679
2680         /*
2681          * Enable interrupts here.  idle_restore will also do it, but
2682          * doing it here lets us clean up any strays that got posted to
2683          * the CPU during the AP boot while we are still in a critical
2684          * section.
2685          */
2686         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
2687         mdcpu->gd_fpending = 0;
2688         mdcpu->gd_ipending = 0;
2689
2690         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
2691         lwkt_process_ipiq();
2692
2693         /*
2694          * Releasing the mp lock lets the BSP finish up the SMP init
2695          */
2696         rel_mplock();
2697         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
2702  */
2703 static
2704 void
2705 ap_finish(void)
2706 {
2707         mp_finish = 1;
2708         if (bootverbose)
2709                 kprintf("Finish MP startup\n");
2710         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2711                 tsc0_offset = rdtsc();
2712         tsc_offsets[0] = 0;
2713         rel_mplock();
2714         while (smp_active_mask != smp_startup_mask) {
2715                 cpu_lfence();
2716                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2717                         tsc0_offset = rdtsc();
2718         }
2719         while (try_mplock() == 0)
2720                 ;
2721         if (bootverbose)
2722                 kprintf("Active CPU Mask: %08x\n", smp_active_mask);
2723 }
2724
2725 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL)
2726
2727 void
2728 cpu_send_ipiq(int dcpu)
2729 {
2730         if ((1 << dcpu) & smp_active_mask)
2731                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2732 }
2733
2734 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
2735 /*
2736  * Returns 0 on failure, 1 on success
2737  */
2738 int
2739 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
2740 {
2741         int r = 0;
2742         if ((1 << dcpu) & smp_active_mask) {
2743                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
2744                                         APIC_DELMODE_FIXED);
2745         }
2746         return(r);
2747 }
2748 #endif
2749