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 <sys/mplock2.h>
  53
  54 #include <machine/smp.h>
  55 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
  56 #include <machine/atomic.h>
  57 #include <machine/cpufunc.h>
  58 #include <machine/cputypes.h>
  59 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
  60 #include <machine_base/apic/lapic.h>
  61 #include <machine/psl.h>
  62 #include <machine/segments.h>
  63 #include <machine/tss.h>
  64 #include <machine/specialreg.h>
  65 #include <machine/globaldata.h>
  66 #include <machine/pmap_inval.h>
  67
  68 #include <machine/md_var.h>             /* setidt() */
  69 #include <machine_base/icu/icu.h>       /* IPIs */
  70 #include <machine/intr_machdep.h>       /* IPIs */
  71
  72 #define WARMBOOT_TARGET         0
  73 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
  74 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
  75
  76 #define BIOS_BASE               (0xf0000)
  77 #define BIOS_BASE2              (0xe0000)
  78 #define BIOS_SIZE               (0x10000)
  79 #define BIOS_COUNT              (BIOS_SIZE/4)
  80
  81 #define CMOS_REG                (0x70)
  82 #define CMOS_DATA               (0x71)
  83 #define BIOS_RESET              (0x0f)
  84 #define BIOS_WARM               (0x0a)
  85
  86 #define PROCENTRY_FLAG_EN       0x01
  87 #define PROCENTRY_FLAG_BP       0x02
  88 #define IOAPICENTRY_FLAG_EN     0x01
  89
  90
  91 /* MP Floating Pointer Structure */
  92 typedef struct MPFPS {
  93         char    signature[4];
  94         u_int32_t pap;
  95         u_char  length;
  96         u_char  spec_rev;
  97         u_char  checksum;
  98         u_char  mpfb1;
  99         u_char  mpfb2;
 100         u_char  mpfb3;
 101         u_char  mpfb4;
 102         u_char  mpfb5;
 103 }      *mpfps_t;
 104
 105 /* MP Configuration Table Header */
 106 typedef struct MPCTH {
 107         char    signature[4];
 108         u_short base_table_length;
 109         u_char  spec_rev;
 110         u_char  checksum;
 111         u_char  oem_id[8];
 112         u_char  product_id[12];
 113         void   *oem_table_pointer;
 114         u_short oem_table_size;
 115         u_short entry_count;
 116         void   *apic_address;
 117         u_short extended_table_length;
 118         u_char  extended_table_checksum;
 119         u_char  reserved;
 120 }      *mpcth_t;
 121
 122
 123 typedef struct PROCENTRY {
 124         u_char  type;
 125         u_char  apic_id;
 126         u_char  apic_version;
 127         u_char  cpu_flags;
 128         u_long  cpu_signature;
 129         u_long  feature_flags;
 130         u_long  reserved1;
 131         u_long  reserved2;
 132 }      *proc_entry_ptr;
 133
 134 typedef struct BUSENTRY {
 135         u_char  type;
 136         u_char  bus_id;
 137         char    bus_type[6];
 138 }      *bus_entry_ptr;
 139
 140 typedef struct IOAPICENTRY {
 141         u_char  type;
 142         u_char  apic_id;
 143         u_char  apic_version;
 144         u_char  apic_flags;
 145         void   *apic_address;
 146 }      *io_apic_entry_ptr;
 147
 148 typedef struct INTENTRY {
 149         u_char  type;
 150         u_char  int_type;
 151         u_short int_flags;
 152         u_char  src_bus_id;
 153         u_char  src_bus_irq;
 154         u_char  dst_apic_id;
 155         u_char  dst_apic_int;
 156 }      *int_entry_ptr;
 157
 158 /* descriptions of MP basetable entries */
 159 typedef struct BASETABLE_ENTRY {
 160         u_char  type;
 161         u_char  length;
 162         char    name[16];
 163 }       basetable_entry;
 164
 165 struct mptable_pos {
 166         mpfps_t         mp_fps;
 167         mpcth_t         mp_cth;
 168         vm_size_t       mp_cth_mapsz;
 169 };
 170
 171 #define MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(mpt) \
 172         ((mpt)->mp_fps->mpfb1 != 0 || (mpt)->mp_cth == NULL)
 173
 174 struct mptable_bus {
 175         int             mb_id;
 176         int             mb_type;        /* MPTABLE_BUS_ */
 177         TAILQ_ENTRY(mptable_bus) mb_link;
 178 };
 179
 180 #define MPTABLE_BUS_ISA         0
 181 #define MPTABLE_BUS_PCI         1
 182
 183 struct mptable_bus_info {
 184         TAILQ_HEAD(, mptable_bus) mbi_list;
 185 };
 186
 187 struct mptable_pci_int {
 188         int             mpci_bus;
 189         int             mpci_dev;
 190         int             mpci_pin;
 191
 192         int             mpci_ioapic_idx;
 193         int             mpci_ioapic_pin;
 194         TAILQ_ENTRY(mptable_pci_int) mpci_link;
 195 };
 196
 197 struct mptable_ioapic {
 198         int             mio_idx;
 199         int             mio_apic_id;
 200         uint32_t        mio_addr;
 201         int             mio_gsi_base;
 202         int             mio_npin;
 203         TAILQ_ENTRY(mptable_ioapic) mio_link;
 204 };
 205
 206 typedef int     (*mptable_iter_func)(void *, const void *, int);
 207
 208 /*
 209  * this code MUST be enabled here and in mpboot.s.
 210  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
 211  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
 212  *
 213  */
 214 #if defined(CHECK_POINTS)
 215 #define CHECK_READ(A)    (outb(CMOS_REG, (A)), inb(CMOS_DATA))
 216 #define CHECK_WRITE(A,D) (outb(CMOS_REG, (A)), outb(CMOS_DATA, (D)))
 217
 218 #define CHECK_INIT(D);                          \
 219         CHECK_WRITE(0x34, (D));                 \
 220         CHECK_WRITE(0x35, (D));                 \
 221         CHECK_WRITE(0x36, (D));                 \
 222         CHECK_WRITE(0x37, (D));                 \
 223         CHECK_WRITE(0x38, (D));                 \
 224         CHECK_WRITE(0x39, (D));
 225
 226 #define CHECK_PRINT(S);                         \
 227         kprintf("%s: %d, %d, %d, %d, %d, %d\n", \
 228            (S),                                 \
 229            CHECK_READ(0x34),                    \
 230            CHECK_READ(0x35),                    \
 231            CHECK_READ(0x36),                    \
 232            CHECK_READ(0x37),                    \
 233            CHECK_READ(0x38),                    \
 234            CHECK_READ(0x39));
 235
 236 #else                           /* CHECK_POINTS */
 237
 238 #define CHECK_INIT(D)
 239 #define CHECK_PRINT(S)
 240
 241 #endif                          /* CHECK_POINTS */
 242
 243 /*
 244  * Values to send to the POST hardware.
 245  */
 246 #define MP_BOOTADDRESS_POST     0x10
 247 #define MP_PROBE_POST           0x11
 248 #define MPTABLE_PASS1_POST      0x12
 249
 250 #define MP_START_POST           0x13
 251 #define MP_ENABLE_POST          0x14
 252 #define MPTABLE_PASS2_POST      0x15
 253
 254 #define START_ALL_APS_POST      0x16
 255 #define INSTALL_AP_TRAMP_POST   0x17
 256 #define START_AP_POST           0x18
 257
 258 #define MP_ANNOUNCE_POST        0x19
 259
 260 /** XXX FIXME: where does this really belong, isa.h/isa.c perhaps? */
 261 int     current_postcode;
 262
 263 /** XXX FIXME: what system files declare these??? */
 264 extern struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 265
 266 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
 267 extern  int nkpt;
 268
 269 u_int32_t cpu_apic_versions[MAXCPU];
 270 int64_t tsc0_offset;
 271 extern int64_t tsc_offsets[];
 272
 273 extern u_long ebda_addr;
 274
 275 #ifdef SMP /* APIC-IO */
 276 struct apic_intmapinfo  int_to_apicintpin[APIC_INTMAPSIZE];
 277 #endif
 278
 279 /*
 280  * APIC ID logical/physical mapping structures.
 281  * We oversize these to simplify boot-time config.
 282  */
 283 int     cpu_num_to_apic_id[NAPICID];
 284 int     apic_id_to_logical[NAPICID];
 285
 286 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
 287 char *bootSTK;
 288 static int bootAP;
 289
 290 /* Hotwire a 0->4MB V==P mapping */
 291 extern pt_entry_t *KPTphys;
 292
 293 /*
 294  * SMP page table page.  Setup by locore to point to a page table
 295  * page from which we allocate per-cpu privatespace areas io_apics,
 296  * and so forth.
 297  */
 298
 299 #define IO_MAPPING_START_INDEX  \
 300                 (SMP_MAXCPU * sizeof(struct privatespace) / PAGE_SIZE)
 301
 302 extern pt_entry_t *SMPpt;
 303 static int SMPpt_alloc_index = IO_MAPPING_START_INDEX;
 304
 305 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
 306
 307 static basetable_entry basetable_entry_types[] =
 308 {
 309         {0, 20, "Processor"},
 310         {1, 8, "Bus"},
 311         {2, 8, "I/O APIC"},
 312         {3, 8, "I/O INT"},
 313         {4, 8, "Local INT"}
 314 };
 315
 316 /*
 317  * Local data and functions.
 318  */
 319
 320 static u_int    boot_address;
 321 static u_int    base_memory;
 322 static int      mp_finish;
 323 static int      mp_finish_lapic;
 324
 325 static void     mp_enable(u_int boot_addr);
 326
 327 static int      mptable_iterate_entries(const mpcth_t,
 328                     mptable_iter_func, void *);
 329 static int      mptable_search(void);
 330 static int      mptable_search_sig(u_int32_t target, int count);
 331 static int      mptable_hyperthread_fixup(cpumask_t, int);
 332 static int      mptable_map(struct mptable_pos *);
 333 static void     mptable_unmap(struct mptable_pos *);
 334 static void     mptable_bus_info_alloc(const mpcth_t,
 335                     struct mptable_bus_info *);
 336 static void     mptable_bus_info_free(struct mptable_bus_info *);
 337
 338 static int      mptable_lapic_probe(struct lapic_enumerator *);
 339 static void     mptable_lapic_enumerate(struct lapic_enumerator *);
 340 static void     mptable_lapic_default(void);
 341
 342 static int      mptable_ioapic_probe(struct ioapic_enumerator *);
 343 static void     mptable_ioapic_enumerate(struct ioapic_enumerator *);
 344
 345 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
 346 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
 347 static int      start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest);
 348 static int      smitest(void);
 349
 350 static cpumask_t smp_startup_mask = 1;  /* which cpus have been started */
 351 static cpumask_t smp_lapic_mask = 1;    /* which cpus have lapic been inited */
 352 cpumask_t smp_active_mask = 1;  /* which cpus are ready for IPIs etc? */
 353 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RD, &smp_active_mask, 0, "");
 354
 355 int                     imcr_present;
 356
 357 static vm_paddr_t       mptable_fps_phyaddr;
 358 static int              mptable_use_default;
 359 static TAILQ_HEAD(mptable_pci_int_list, mptable_pci_int) mptable_pci_int_list =
 360         TAILQ_HEAD_INITIALIZER(mptable_pci_int_list);
 361 static TAILQ_HEAD(mptable_ioapic_list, mptable_ioapic) mptable_ioapic_list =
 362         TAILQ_HEAD_INITIALIZER(mptable_ioapic_list);
 363
 364 /*
 365  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
 366  */
 367 u_int
 368 mp_bootaddress(u_int basemem)
 369 {
 370         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
 371
 372         base_memory = basemem;
 373
 374         boot_address = base_memory & ~0xfff;    /* round down to 4k boundary */
 375         if ((base_memory - boot_address) < bootMP_size)
 376                 boot_address -= 4096;   /* not enough, lower by 4k */
 377
 378         return boot_address;
 379 }
 380
 381
 382 static void
 383 mptable_probe(void)
 384 {
 385         struct mptable_pos mpt;
 386         int error;
 387
 388         KKASSERT(mptable_fps_phyaddr == 0);
 389
 390         mptable_fps_phyaddr = mptable_search();
 391         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
 392                 return;
 393
 394         error = mptable_map(&mpt);
 395         if (error) {
 396                 mptable_fps_phyaddr = 0;
 397                 return;
 398         }
 399
 400         if (MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt)) {
 401                 kprintf("MPTABLE: use default configuration\n");
 402                 mptable_use_default = 1;
 403         }
 404         if (mpt.mp_fps->mpfb2 & 0x80)
 405                 imcr_present = 1;
 406
 407         mptable_unmap(&mpt);
 408 }
 409 SYSINIT(mptable_probe, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_FIRST, mptable_probe, 0);
 410
 411 /*
 412  * Look for an Intel MP spec table (ie, SMP capable hardware).
 413  */
 414 static int
 415 mptable_search(void)
 416 {
 417         int     x;
 418         u_int32_t target;
 419
 420         /*
 421          * Make sure our SMPpt[] page table is big enough to hold all the
 422          * mappings we need.
 423          */
 424         KKASSERT(IO_MAPPING_START_INDEX < NPTEPG - 2);
 425
 426         POSTCODE(MP_PROBE_POST);
 427
 428         /* see if EBDA exists */
 429         if (ebda_addr != 0) {
 430                 /* search first 1K of EBDA */
 431                 target = (u_int32_t)ebda_addr;
 432                 if ((x = mptable_search_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 433                         return x;
 434         } else {
 435                 /* last 1K of base memory, effective 'top of base' passed in */
 436                 target = (u_int32_t)(base_memory - 0x400);
 437                 if ((x = mptable_search_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 438                         return x;
 439         }
 440
 441         /* search the BIOS */
 442         target = (u_int32_t)BIOS_BASE;
 443         if ((x = mptable_search_sig(target, BIOS_COUNT)) > 0)
 444                 return x;
 445
 446         /* search the extended BIOS */
 447         target = (u_int32_t)BIOS_BASE2;
 448         if ((x = mptable_search_sig(target, BIOS_COUNT)) > 0)
 449                 return x;
 450
 451         /* nothing found */
 452         return 0;
 453 }
 454
 455 static int
 456 mptable_iterate_entries(const mpcth_t cth, mptable_iter_func func, void *arg)
 457 {
 458         int count, total_size;
 459         const void *position;
 460
 461         KKASSERT(cth->base_table_length >= sizeof(struct MPCTH));
 462         total_size = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
 463         position = (const uint8_t *)cth + sizeof(struct MPCTH);
 464         count = cth->entry_count;
 465
 466         while (count--) {
 467                 int type, error;
 468
 469                 KKASSERT(total_size >= 0);
 470                 if (total_size == 0) {
 471                         kprintf("invalid base MP table, "
 472                                 "entry count and length mismatch\n");
 473                         return EINVAL;
 474                 }
 475
 476                 type = *(const uint8_t *)position;
 477                 switch (type) {
 478                 case 0: /* processor_entry */
 479                 case 1: /* bus_entry */
 480                 case 2: /* io_apic_entry */
 481                 case 3: /* int_entry */
 482                 case 4: /* int_entry */
 483                         break;
 484                 default:
 485                         kprintf("unknown base MP table entry type %d\n", type);
 486                         return EINVAL;
 487                 }
 488
 489                 if (total_size < basetable_entry_types[type].length) {
 490                         kprintf("invalid base MP table length, "
 491                                 "does not contain all entries\n");
 492                         return EINVAL;
 493                 }
 494                 total_size -= basetable_entry_types[type].length;
 495
 496                 error = func(arg, position, type);
 497                 if (error)
 498                         return error;
 499
 500                 position = (const uint8_t *)position +
 501                     basetable_entry_types[type].length;
 502         }
 503         return 0;
 504 }
 505
 506
 507 /*
 508  * Startup the SMP processors.
 509  */
 510 void
 511 mp_start(void)
 512 {
 513         POSTCODE(MP_START_POST);
 514         mp_enable(boot_address);
 515 }
 516
 517
 518 /*
 519  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
 520  */
 521 void
 522 mp_announce(void)
 523 {
 524         int     x;
 525
 526         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
 527
 528         kprintf("DragonFly/MP: Multiprocessor motherboard\n");
 529         kprintf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d", CPU_TO_ID(0));
 530         kprintf(", version: 0x%08x\n", cpu_apic_versions[0]);
 531         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
 532                 kprintf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d", x, CPU_TO_ID(x));
 533                 kprintf(", version: 0x%08x\n", cpu_apic_versions[x]);
 534         }
 535
 536         if (!apic_io_enable)
 537                 kprintf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
 538 }
 539
 540 /*
 541  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
 542  *
 543  * WARNING!  We must ensure that the cpu is sufficiently initialized to
 544  * be able to use to the FP for our optimized bzero/bcopy code before
 545  * we enter more mainstream C code.
 546  *
 547  * WARNING! %fs is not set up on entry.  This routine sets up %fs.
 548  */
 549 void
 550 init_secondary(void)
 551 {
 552         int     gsel_tss;
 553         int     x, myid = bootAP;
 554         u_int   cr0;
 555         struct mdglobaldata *md;
 556         struct privatespace *ps;
 557
 558         ps = &CPU_prvspace[myid];
 559
 560         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int)ps;
 561         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
 562                 (int) &ps->mdglobaldata.gd_common_tss;
 563         ps->mdglobaldata.mi.gd_prvspace = ps;
 564
 565         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
 566                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[myid * NGDT + x].sd);
 567         }
 568
 569         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
 570         r_gdt.rd_base = (int) &gdt[myid * NGDT];
 571         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
 572
 573         lidt(&r_idt);
 574
 575         lldt(_default_ldt);
 576         mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
 577
 578         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
 579         gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;
 580
 581         md = mdcpu;     /* loaded through %fs:0 (mdglobaldata.mi.gd_prvspace)*/
 582
 583         md->gd_common_tss.tss_esp0 = 0; /* not used until after switch */
 584         md->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 585         md->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof md->gd_common_tss) << 16;
 586         md->gd_tss_gdt = &gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd;
 587         md->gd_common_tssd = *md->gd_tss_gdt;
 588         ltr(gsel_tss);
 589
 590         /*
 591          * Set to a known state:
 592          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
 593          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
 594          */
 595         cr0 = rcr0();
 596         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
 597         load_cr0(cr0);
 598         pmap_set_opt();         /* PSE/4MB pages, etc */
 599
 600         /* set up CPU registers and state */
 601         cpu_setregs();
 602
 603         /* set up FPU state on the AP */
 604         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 605
 606         /* set up SSE registers */
 607         enable_sse();
 608 }
 609
 610 /*******************************************************************
 611  * local functions and data
 612  */
 613
 614 /*
 615  * start the SMP system
 616  */
 617 static void
 618 mp_enable(u_int boot_addr)
 619 {
 620         POSTCODE(MP_ENABLE_POST);
 621
 622         lapic_config();
 623
 624         /* Initialize BSP's local APIC */
 625         lapic_init(TRUE);
 626
 627         /* start each Application Processor */
 628         start_all_aps(boot_addr);
 629
 630         if (apic_io_enable)
 631                 ioapic_config();
 632
 633         /* Finalize PIC */
 634         MachIntrABI.finalize();
 635 }
 636
 637
 638 /*
 639  * look for the MP spec signature
 640  */
 641
 642 /* string defined by the Intel MP Spec as identifying the MP table */
 643 #define MP_SIG          0x5f504d5f      /* _MP_ */
 644 #define NEXT(X)         ((X) += 4)
 645 static int
 646 mptable_search_sig(u_int32_t target, int count)
 647 {
 648         vm_size_t map_size;
 649         u_int32_t *addr;
 650         int x, ret;
 651
 652         KKASSERT(target != 0);
 653
 654         map_size = count * sizeof(u_int32_t);
 655         addr = pmap_mapdev((vm_paddr_t)target, map_size);
 656
 657         ret = 0;
 658         for (x = 0; x < count; NEXT(x)) {
 659                 if (addr[x] == MP_SIG) {
 660                         /* make array index a byte index */
 661                         ret = target + (x * sizeof(u_int32_t));
 662                         break;
 663                 }
 664         }
 665
 666         pmap_unmapdev((vm_offset_t)addr, map_size);
 667         return ret;
 668 }
 669
 670 static int processor_entry      (const struct PROCENTRY *entry, int cpu);
 671
 672 /*
 673  * Check if we should perform a hyperthreading "fix-up" to
 674  * enumerate any logical CPU's that aren't already listed
 675  * in the table.
 676  *
 677  * XXX: We assume that all of the physical CPUs in the
 678  * system have the same number of logical CPUs.
 679  *
 680  * XXX: We assume that APIC ID's are allocated such that
 681  * the APIC ID's for a physical processor are aligned
 682  * with the number of logical CPU's in the processor.
 683  */
 684 static int
 685 mptable_hyperthread_fixup(cpumask_t id_mask, int cpu_count)
 686 {
 687         int i, id, lcpus_max, logical_cpus;
 688
 689         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0)
 690                 return 0;
 691
 692         lcpus_max = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16;
 693         if (lcpus_max <= 1)
 694                 return 0;
 695
 696         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL) {
 697                 /*
 698                  * INSTRUCTION SET REFERENCE, A-M (#253666)
 699                  * Page 3-181, Table 3-20
 700                  * "The nearest power-of-2 integer that is not smaller
 701                  *  than EBX[23:16] is the number of unique initial APIC
 702                  *  IDs reserved for addressing different logical
 703                  *  processors in a physical package."
 704                  */
 705                 for (i = 0; ; ++i) {
 706                         if ((1 << i) >= lcpus_max) {
 707                                 lcpus_max = 1 << i;
 708                                 break;
 709                         }
 710                 }
 711         }
 712
 713         KKASSERT(cpu_count != 0);
 714         if (cpu_count == lcpus_max) {
 715                 /* We have nothing to fix */
 716                 return 0;
 717         } else if (cpu_count == 1) {
 718                 /* XXX this may be incorrect */
 719                 logical_cpus = lcpus_max;
 720         } else {
 721                 int cur, prev, dist;
 722
 723                 /*
 724                  * Calculate the distances between two nearest
 725                  * APIC IDs.  If all such distances are same,
 726                  * then it is the number of missing cpus that
 727                  * we are going to fill later.
 728                  */
 729                 dist = cur = prev = -1;
 730                 for (id = 0; id < MAXCPU; ++id) {
 731                         if ((id_mask & CPUMASK(id)) == 0)
 732                                 continue;
 733
 734                         cur = id;
 735                         if (prev >= 0) {
 736                                 int new_dist = cur - prev;
 737
 738                                 if (dist < 0)
 739                                         dist = new_dist;
 740
 741                                 /*
 742                                  * Make sure that all distances
 743                                  * between two nearest APIC IDs
 744                                  * are same.
 745                                  */
 746                                 if (dist != new_dist)
 747                                         return 0;
 748                         }
 749                         prev = cur;
 750                 }
 751                 if (dist == 1)
 752                         return 0;
 753
 754                 /* Must be power of 2 */
 755                 if (dist & (dist - 1))
 756                         return 0;
 757
 758                 /* Can't exceed CPU package capacity */
 759                 if (dist > lcpus_max)
 760                         logical_cpus = lcpus_max;
 761                 else
 762                         logical_cpus = dist;
 763         }
 764
 765         /*
 766          * For each APIC ID of a CPU that is set in the mask,
 767          * scan the other candidate APIC ID's for this
 768          * physical processor.  If any of those ID's are
 769          * already in the table, then kill the fixup.
 770          */
 771         for (id = 0; id < MAXCPU; id++) {
 772                 if ((id_mask & CPUMASK(id)) == 0)
 773                         continue;
 774                 /* First, make sure we are on a logical_cpus boundary. */
 775                 if (id % logical_cpus != 0)
 776                         return 0;
 777                 for (i = id + 1; i < id + logical_cpus; i++)
 778                         if ((id_mask & CPUMASK(i)) != 0)
 779                                 return 0;
 780         }
 781         return logical_cpus;
 782 }
 783
 784 static int
 785 mptable_map(struct mptable_pos *mpt)
 786 {
 787         mpfps_t fps = NULL;
 788         mpcth_t cth = NULL;
 789         vm_size_t cth_mapsz = 0;
 790
 791         KKASSERT(mptable_fps_phyaddr != 0);
 792
 793         bzero(mpt, sizeof(*mpt));
 794
 795         fps = pmap_mapdev(mptable_fps_phyaddr, sizeof(*fps));
 796         if (fps->pap != 0) {
 797                 /*
 798                  * Map configuration table header to get
 799                  * the base table size
 800                  */
 801                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, sizeof(*cth));
 802                 cth_mapsz = cth->base_table_length;
 803                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)cth, sizeof(*cth));
 804
 805                 if (cth_mapsz < sizeof(*cth)) {
 806                         kprintf("invalid base MP table length %d\n",
 807                                 (int)cth_mapsz);
 808                         pmap_unmapdev((vm_offset_t)fps, sizeof(*fps));
 809                         return EINVAL;
 810                 }
 811
 812                 /*
 813                  * Map the base table
 814                  */
 815                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, cth_mapsz);
 816         }
 817
 818         mpt->mp_fps = fps;
 819         mpt->mp_cth = cth;
 820         mpt->mp_cth_mapsz = cth_mapsz;
 821
 822         return 0;
 823 }
 824
 825 static void
 826 mptable_unmap(struct mptable_pos *mpt)
 827 {
 828         if (mpt->mp_cth != NULL) {
 829                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_cth, mpt->mp_cth_mapsz);
 830                 mpt->mp_cth = NULL;
 831                 mpt->mp_cth_mapsz = 0;
 832         }
 833         if (mpt->mp_fps != NULL) {
 834                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_fps, sizeof(*mpt->mp_fps));
 835                 mpt->mp_fps = NULL;
 836         }
 837 }
 838
 839 void
 840 mp_set_cpuids(int cpu_id, int apic_id)
 841 {
 842         CPU_TO_ID(cpu_id) = apic_id;
 843         ID_TO_CPU(apic_id) = cpu_id;
 844 }
 845
 846 static int
 847 processor_entry(const struct PROCENTRY *entry, int cpu)
 848 {
 849         KKASSERT(cpu > 0);
 850
 851         /* check for usability */
 852         if (!(entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN))
 853                 return 0;
 854
 855         /* check for BSP flag */
 856         if (entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
 857                 mp_set_cpuids(0, entry->apic_id);
 858                 return 0;       /* its already been counted */
 859         }
 860
 861         /* add another AP to list, if less than max number of CPUs */
 862         else if (cpu < MAXCPU) {
 863                 mp_set_cpuids(cpu, entry->apic_id);
 864                 return 1;
 865         }
 866
 867         return 0;
 868 }
 869
 870 /*
 871  * Map a physical memory address representing I/O into KVA.  The I/O
 872  * block is assumed not to cross a page boundary.
 873  */
 874 void *
 875 ioapic_map(vm_paddr_t pa)
 876 {
 877         vm_offset_t vaddr;
 878         int pgeflag;
 879         int i;
 880
 881         KKASSERT(pa < 0x100000000LL);
 882
 883         pgeflag = 0;    /* not used for SMP yet */
 884
 885         /*
 886          * If the requested physical address has already been incidently
 887          * mapped, just use the existing mapping.  Otherwise create a new
 888          * mapping.
 889          */
 890         for (i = IO_MAPPING_START_INDEX; i < SMPpt_alloc_index; ++i) {
 891                 if (((vm_offset_t)SMPpt[i] & PG_FRAME) ==
 892                     ((vm_offset_t)pa & PG_FRAME)) {
 893                         break;
 894                 }
 895         }
 896         if (i == SMPpt_alloc_index) {
 897                 if (i == NPTEPG - 2) {
 898                         panic("permanent_io_mapping: We ran out of space"
 899                               " in SMPpt[]!");
 900                 }
 901                 SMPpt[i] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | PG_N | pgeflag |
 902                            ((vm_offset_t)pa & PG_FRAME));
 903                 ++SMPpt_alloc_index;
 904         }
 905         vaddr = (vm_offset_t)CPU_prvspace + (i * PAGE_SIZE) +
 906                 ((vm_offset_t)pa & PAGE_MASK);
 907         return ((void *)vaddr);
 908 }
 909
 910 /*
 911  * start each AP in our list
 912  */
 913 static int
 914 start_all_aps(u_int boot_addr)
 915 {
 916         int     x, i, pg;
 917         int     shift;
 918         int     smicount;
 919         int     smibest;
 920         int     smilast;
 921         u_char  mpbiosreason;
 922         u_long  mpbioswarmvec;
 923         struct mdglobaldata *gd;
 924         struct privatespace *ps;
 925         char *stack;
 926         uintptr_t kptbase;
 927
 928         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
 929
 930         /* install the AP 1st level boot code */
 931         install_ap_tramp(boot_addr);
 932
 933
 934         /* save the current value of the warm-start vector */
 935         mpbioswarmvec = *((u_long *) WARMBOOT_OFF);
 936         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 937         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
 938
 939         /* setup a vector to our boot code */
 940         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
 941         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
 942         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
 943         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
 944
 945         /*
 946          * If we have a TSC we can figure out the SMI interrupt rate.
 947          * The SMI does not necessarily use a constant rate.  Spend
 948          * up to 250ms trying to figure it out.
 949          */
 950         smibest = 0;
 951         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
 952                 set_apic_timer(275000);
 953                 smilast = read_apic_timer();
 954                 for (x = 0; x < 20 && read_apic_timer(); ++x) {
 955                         smicount = smitest();
 956                         if (smibest == 0 || smilast - smicount < smibest)
 957                                 smibest = smilast - smicount;
 958                         smilast = smicount;
 959                 }
 960                 if (smibest > 250000)
 961                         smibest = 0;
 962                 if (smibest) {
 963                         smibest = smibest * (int64_t)1000000 /
 964                                   get_apic_timer_frequency();
 965                 }
 966         }
 967         if (smibest)
 968                 kprintf("SMI Frequency (worst case): %d Hz (%d us)\n",
 969                         1000000 / smibest, smibest);
 970
 971
 972         /* set up temporary P==V mapping for AP boot */
 973         /* XXX this is a hack, we should boot the AP on its own stack/PTD */
 974         kptbase = (uintptr_t)(void *)KPTphys;
 975         for (x = 0; x < NKPT; x++) {
 976                 PTD[x] = (pd_entry_t)(PG_V | PG_RW |
 977                     ((kptbase + x * PAGE_SIZE) & PG_FRAME));
 978         }
 979         cpu_invltlb();
 980
 981         /* start each AP */
 982         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
 983
 984                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
 985
 986                 /* first page of AP's private space */
 987                 pg = x * i386_btop(sizeof(struct privatespace));
 988
 989                 /* allocate new private data page(s) */
 990                 gd = (struct mdglobaldata *)kmem_alloc(&kernel_map,
 991                                 MDGLOBALDATA_BASEALLOC_SIZE);
 992                 /* wire it into the private page table page */
 993                 for (i = 0; i < MDGLOBALDATA_BASEALLOC_SIZE; i += PAGE_SIZE) {
 994                         SMPpt[pg + i / PAGE_SIZE] = (pt_entry_t)
 995                             (PG_V | PG_RW | vtophys_pte((char *)gd + i));
 996                 }
 997                 pg += MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
 998
 999                 SMPpt[pg + 0] = 0;              /* *gd_CMAP1 */
1000                 SMPpt[pg + 1] = 0;              /* *gd_CMAP2 */
1001                 SMPpt[pg + 2] = 0;              /* *gd_CMAP3 */
1002                 SMPpt[pg + 3] = 0;              /* *gd_PMAP1 */
1003
1004                 /* allocate and set up an idle stack data page */
1005                 stack = (char *)kmem_alloc(&kernel_map, UPAGES*PAGE_SIZE);
1006                 for (i = 0; i < UPAGES; i++) {
1007                         SMPpt[pg + 4 + i] = (pt_entry_t)
1008                             (PG_V | PG_RW | vtophys_pte(PAGE_SIZE * i + stack));
1009                 }
1010
1011                 gd = &CPU_prvspace[x].mdglobaldata;     /* official location */
1012                 bzero(gd, sizeof(*gd));
1013                 gd->mi.gd_prvspace = ps = &CPU_prvspace[x];
1014
1015                 /* prime data page for it to use */
1016                 mi_gdinit(&gd->mi, x);
1017                 cpu_gdinit(gd, x);
1018                 gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
1019                 gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
1020                 gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
1021                 gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
1022                 gd->gd_CADDR1 = ps->CPAGE1;
1023                 gd->gd_CADDR2 = ps->CPAGE2;
1024                 gd->gd_CADDR3 = ps->CPAGE3;
1025                 gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)ps->PPAGE1;
1026
1027                 /*
1028                  * Per-cpu pmap for get_ptbase().
1029                  */
1030                 gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)
1031                         kmem_alloc_nofault(&kernel_map, SEG_SIZE, SEG_SIZE);
1032                 gd->gd_GDMAP1 = &PTD[(vm_offset_t)gd->gd_GDADDR1 >> PDRSHIFT];
1033
1034                 gd->mi.gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
1035                 bzero(gd->mi.gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
1036
1037                 /*
1038                  * Setup the AP boot stack
1039                  */
1040                 bootSTK = &ps->idlestack[UPAGES*PAGE_SIZE/2];
1041                 bootAP = x;
1042
1043                 /* attempt to start the Application Processor */
1044                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
1045                 if (!start_ap(gd, boot_addr, smibest)) {
1046                         kprintf("AP #%d (PHY# %d) failed!\n", x, CPU_TO_ID(x));
1047                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
1048                         /* better panic as the AP may be running loose */
1049                         kprintf("panic y/n? [y] ");
1050                         if (cngetc() != 'n')
1051                                 panic("bye-bye");
1052                 }
1053                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
1054
1055                 /* record its version info */
1056                 cpu_apic_versions[x] = cpu_apic_versions[0];
1057         }
1058
1059         /* set ncpus to 1 + highest logical cpu.  Not all may have come up */
1060         ncpus = x;
1061
1062         /* ncpus2 -- ncpus rounded down to the nearest power of 2 */
1063         for (shift = 0; (1 << shift) <= ncpus; ++shift)
1064                 ;
1065         --shift;
1066         ncpus2_shift = shift;
1067         ncpus2 = 1 << shift;
1068         ncpus2_mask = ncpus2 - 1;
1069
1070         /* ncpus_fit -- ncpus rounded up to the nearest power of 2 */
1071         if ((1 << shift) < ncpus)
1072                 ++shift;
1073         ncpus_fit = 1 << shift;
1074         ncpus_fit_mask = ncpus_fit - 1;
1075
1076         /* build our map of 'other' CPUs */
1077         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
1078         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
1079         bzero(mycpu->gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
1080
1081         /* fill in our (BSP) APIC version */
1082         cpu_apic_versions[0] = lapic.version;
1083
1084         /* restore the warmstart vector */
1085         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
1086         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
1087         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
1088
1089         /*
1090          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
1091          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
1092          */
1093         for (x = 0; x < NKPT; x++)
1094                 PTD[x] = 0;
1095         pmap_set_opt();
1096
1097         /*
1098          * Wait all APs to finish initializing LAPIC
1099          */
1100         mp_finish_lapic = 1;
1101         if (bootverbose)
1102                 kprintf("SMP: Waiting APs LAPIC initialization\n");
1103         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
1104                 tsc0_offset = rdtsc();
1105         tsc_offsets[0] = 0;
1106         rel_mplock();
1107         while (smp_lapic_mask != smp_startup_mask) {
1108                 cpu_lfence();
1109                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
1110                         tsc0_offset = rdtsc();
1111         }
1112         while (try_mplock() == 0)
1113                 ;
1114
1115         /* number of APs actually started */
1116         return ncpus - 1;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * load the 1st level AP boot code into base memory.
1121  */
1122
1123 /* targets for relocation */
1124 extern void bigJump(void);
1125 extern void bootCodeSeg(void);
1126 extern void bootDataSeg(void);
1127 extern void MPentry(void);
1128 extern u_int MP_GDT;
1129 extern u_int mp_gdtbase;
1130
1131 static void
1132 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
1133 {
1134         int     x;
1135         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
1136         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
1137         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
1138         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
1139         u_int8_t *dst8;
1140         u_int16_t *dst16;
1141         u_int32_t *dst32;
1142
1143         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
1144
1145         for (x = 0; x < size; ++x)
1146                 *dst++ = *src++;
1147
1148         /*
1149          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
1150          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
1151          * to mpboot.s might require changes here.
1152          */
1153
1154         /* boot code is located in KERNEL space */
1155         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
1156
1157         /* modify the lgdt arg */
1158         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
1159         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
1160
1161         /* modify the ljmp target for MPentry() */
1162         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
1163         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
1164
1165         /* modify the target for boot code segment */
1166         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
1167         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
1168         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
1169         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
1170
1171         /* modify the target for boot data segment */
1172         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
1173         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
1174         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
1175         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
1176 }
1177
1178
1179 /*
1180  * This function starts the AP (application processor) identified
1181  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
1182  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
1183  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
1184  * but it seems to work.
1185  *
1186  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just
1187  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
1188  */
1189 static int
1190 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest)
1191 {
1192         int     physical_cpu;
1193         int     vector;
1194         u_long  icr_lo, icr_hi;
1195
1196         POSTCODE(START_AP_POST);
1197
1198         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
1199         physical_cpu = CPU_TO_ID(gd->mi.gd_cpuid);
1200
1201         /* calculate the vector */
1202         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
1203
1204         /* We don't want anything interfering */
1205         cpu_disable_intr();
1206
1207         /* Make sure the target cpu sees everything */
1208         wbinvd();
1209
1210         /*
1211          * Try to detect when a SMI has occurred, wait up to 200ms.
1212          *
1213          * If a SMI occurs during an AP reset but before we issue
1214          * the STARTUP command, the AP may brick.  To work around
1215          * this problem we hold off doing the AP startup until
1216          * after we have detected the SMI.  Hopefully another SMI
1217          * will not occur before we finish the AP startup.
1218          *
1219          * Retries don't seem to help.  SMIs have a window of opportunity
1220          * and if USB->legacy keyboard emulation is enabled in the BIOS
1221          * the interrupt rate can be quite high.
1222          *
1223          * NOTE: Don't worry about the L1 cache load, it might bloat
1224          *       ldelta a little but ndelta will be so huge when the SMI
1225          *       occurs the detection logic will still work fine.
1226          */
1227         if (smibest) {
1228                 set_apic_timer(200000);
1229                 smitest();
1230         }
1231
1232         /*
1233          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
1234          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
1235          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
1236          * ignored.
1237          *
1238          * see apic/apicreg.h for icr bit definitions.
1239          *
1240          * TIME CRITICAL CODE, DO NOT DO ANY KPRINTFS IN THE HOT PATH.
1241          */
1242
1243         /*
1244          * Setup the address for the target AP.  We can setup
1245          * icr_hi once and then just trigger operations with
1246          * icr_lo.
1247          */
1248         icr_hi = lapic.icr_hi & ~APIC_ID_MASK;
1249         icr_hi |= (physical_cpu << 24);
1250         icr_lo = lapic.icr_lo & 0xfff00000;
1251         lapic.icr_hi = icr_hi;
1252
1253         /*
1254          * Do an INIT IPI: assert RESET
1255          *
1256          * Use edge triggered mode to assert INIT
1257          */
1258         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x0000c500;
1259         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
1260                  /* spin */ ;
1261
1262         /*
1263          * The spec calls for a 10ms delay but we may have to use a
1264          * MUCH lower delay to avoid bricking an AP due to a fast SMI
1265          * interrupt.  We have other loops here too and dividing by 2
1266          * doesn't seem to be enough even after subtracting 350us,
1267          * so we divide by 4.
1268          *
1269          * Our minimum delay is 150uS, maximum is 10ms.  If no SMI
1270          * interrupt was detected we use the full 10ms.
1271          */
1272         if (smibest == 0)
1273                 u_sleep(10000);
1274         else if (smibest < 150 * 4 + 350)
1275                 u_sleep(150);
1276         else if ((smibest - 350) / 4 < 10000)
1277                 u_sleep((smibest - 350) / 4);
1278         else
1279                 u_sleep(10000);
1280
1281         /*
1282          * Do an INIT IPI: deassert RESET
1283          *
1284          * Use level triggered mode to deassert.  It is unclear
1285          * why we need to do this.
1286          */
1287         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00008500;
1288         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
1289                  /* spin */ ;
1290         u_sleep(150);                           /* wait 150us */
1291
1292         /*
1293          * Next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
1294          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
1295          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
1296          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
1297          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
1298          * will run.
1299          */
1300         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
1301         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
1302                  /* spin */ ;
1303         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
1304
1305         /*
1306          * Finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
1307          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
1308          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
1309          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
1310          */
1311         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
1312         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
1313                  /* spin */ ;
1314
1315         /* Resume normal operation */
1316         cpu_enable_intr();
1317
1318         /* wait for it to start, see ap_init() */
1319         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
1320         while (read_apic_timer()) {
1321                 if (smp_startup_mask & CPUMASK(gd->mi.gd_cpuid))
1322                         return 1;       /* return SUCCESS */
1323         }
1324
1325         return 0;               /* return FAILURE */
1326 }
1327
1328 static
1329 int
1330 smitest(void)
1331 {
1332         int64_t ltsc;
1333         int64_t ntsc;
1334         int64_t ldelta;
1335         int64_t ndelta;
1336         int count;
1337
1338         ldelta = 0;
1339         ndelta = 0;
1340         while (read_apic_timer()) {
1341                 ltsc = rdtsc();
1342                 for (count = 0; count < 100; ++count)
1343                         ntsc = rdtsc(); /* force loop to occur */
1344                 if (ldelta) {
1345                         ndelta = ntsc - ltsc;
1346                         if (ldelta > ndelta)
1347                                 ldelta = ndelta;
1348                         if (ndelta > ldelta * 2)
1349                                 break;
1350                 } else {
1351                         ldelta = ntsc - ltsc;
1352                 }
1353         }
1354         return(read_apic_timer());
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Lazy flush the TLB on all other CPU's.  DEPRECATED.
1359  *
1360  * If for some reason we were unable to start all cpus we cannot safely
1361  * use broadcast IPIs.
1362  */
1363
1364 static cpumask_t smp_invltlb_req;
1365 #define SMP_INVLTLB_DEBUG
1366
1367 void
1368 smp_invltlb(void)
1369 {
1370 #ifdef SMP
1371         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1372 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
1373         long count = 0;
1374         long xcount = 0;
1375 #endif
1376
1377         crit_enter_gd(&md->mi);
1378         md->gd_invltlb_ret = 0;
1379         ++md->mi.gd_cnt.v_smpinvltlb;
1380         atomic_set_cpumask(&smp_invltlb_req, md->mi.gd_cpumask);
1381 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
1382 again:
1383 #endif
1384         if (smp_startup_mask == smp_active_mask) {
1385                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
1386         } else {
1387                 selected_apic_ipi(smp_active_mask & ~md->mi.gd_cpumask,
1388                                   XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1389         }
1390
1391 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
1392         if (xcount)
1393                 kprintf("smp_invltlb: ipi sent\n");
1394 #endif
1395         while ((md->gd_invltlb_ret & smp_active_mask & ~md->mi.gd_cpumask) !=
1396                (smp_active_mask & ~md->mi.gd_cpumask)) {
1397                 cpu_mfence();
1398                 cpu_pause();
1399 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
1400                 /* DEBUGGING */
1401                 if (++count == 400000000) {
1402                         print_backtrace(-1);
1403                         kprintf("smp_invltlb: endless loop %08lx %08lx, "
1404                                 "rflags %016lx retry",
1405                                 (long)md->gd_invltlb_ret,
1406                                 (long)smp_invltlb_req,
1407                                 (long)read_eflags());
1408                         __asm __volatile ("sti");
1409                         ++xcount;
1410                         if (xcount > 2)
1411                                 lwkt_process_ipiq();
1412                         if (xcount > 3) {
1413                                 int bcpu = BSFCPUMASK(~md->gd_invltlb_ret &
1414                                                       ~md->mi.gd_cpumask &
1415                                                       smp_active_mask);
1416                                 globaldata_t xgd;
1417                                 kprintf("bcpu %d\n", bcpu);
1418                                 xgd = globaldata_find(bcpu);
1419                                 kprintf("thread %p %s\n", xgd->gd_curthread, xgd->gd_curthread->td_comm);
1420                         }
1421                         if (xcount > 5)
1422                                 panic("giving up");
1423                         count = 0;
1424                         goto again;
1425                 }
1426 #endif
1427         }
1428         atomic_clear_cpumask(&smp_invltlb_req, md->mi.gd_cpumask);
1429         crit_exit_gd(&md->mi);
1430 #endif
1431 }
1432
1433 #ifdef SMP
1434
1435 /*
1436  * Called from Xinvltlb assembly with interrupts disabled.  We didn't
1437  * bother to bump the critical section count or nested interrupt count
1438  * so only do very low level operations here.
1439  */
1440 void
1441 smp_invltlb_intr(void)
1442 {
1443         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1444         struct mdglobaldata *omd;
1445         cpumask_t mask;
1446         int cpu;
1447
1448         mask = smp_invltlb_req;
1449         cpu_mfence();
1450         cpu_invltlb();
1451         while (mask) {
1452                 cpu = BSFCPUMASK(mask);
1453                 mask &= ~CPUMASK(cpu);
1454                 omd = (struct mdglobaldata *)globaldata_find(cpu);
1455                 atomic_set_cpumask(&omd->gd_invltlb_ret, md->mi.gd_cpumask);
1456         }
1457 }
1458
1459 #endif
1460
1461 /*
1462  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
1463  *  requesting that they halt execution.
1464  *
1465  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
1466  *
1467  *  - Signals all CPUs in map to stop.
1468  *  - Waits for each to stop.
1469  *
1470  * Returns:
1471  *  -1: error
1472  *   0: NA
1473  *   1: ok
1474  *
1475  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
1476  *            from executing at same time.
1477  */
1478 int
1479 stop_cpus(cpumask_t map)
1480 {
1481         map &= smp_active_mask;
1482
1483         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
1484         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1485
1486         while ((stopped_cpus & map) != map)
1487                 /* spin */ ;
1488
1489         return 1;
1490 }
1491
1492
1493 /*
1494  * Called by a CPU to restart stopped CPUs.
1495  *
1496  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
1497  *
1498  *  - Signals all CPUs in map to restart.
1499  *  - Waits for each to restart.
1500  *
1501  * Returns:
1502  *  -1: error
1503  *   0: NA
1504  *   1: ok
1505  */
1506 int
1507 restart_cpus(cpumask_t map)
1508 {
1509         /* signal other cpus to restart */
1510         started_cpus = map & smp_active_mask;
1511
1512         while ((stopped_cpus & map) != 0) /* wait for each to clear its bit */
1513                 /* spin */ ;
1514
1515         return 1;
1516 }
1517
1518 /*
1519  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
1520  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
1521  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
1522  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
1523  * remain disabled at return.
1524  */
1525 void
1526 ap_init(void)
1527 {
1528         u_int   apic_id;
1529
1530         /*
1531          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
1532          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
1533          * is waiting for our signal.
1534          *
1535          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
1536          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
1537          * trying to send us an IPI.
1538          */
1539         smp_startup_mask |= CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
1540         cpu_mfence();
1541
1542         /*
1543          * Interlock for LAPIC initialization.  Wait until mp_finish_lapic is
1544          * non-zero, then get the MP lock.
1545          *
1546          * Note: We are in a critical section.
1547          *
1548          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1549          *
1550          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1551          * from improperly caching mp_finish_lapic, and the cpu from improperly
1552          * caching it.
1553          */
1554         while (mp_finish_lapic == 0)
1555                 cpu_lfence();
1556         while (try_mplock() == 0)
1557                 ;
1558
1559         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1560                 /*
1561                  * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out
1562                  * the relative difference to synchronize ktrdump.
1563                  */
1564                 tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
1565         }
1566
1567         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1568         cpu_invltlb();
1569
1570 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1571         lidt(&r_idt);
1572 #endif
1573
1574         /* Build our map of 'other' CPUs. */
1575         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
1576
1577         /* A quick check from sanity claus */
1578         apic_id = (apic_id_to_logical[(lapic.id & 0xff000000) >> 24]);
1579         if (mycpu->gd_cpuid != apic_id) {
1580                 kprintf("SMP: cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
1581                 kprintf("SMP: apic_id = %d\n", apic_id);
1582                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
1583                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
1584         }
1585
1586         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
1587         lapic_init(FALSE);
1588
1589         /* LAPIC initialization is done */
1590         smp_lapic_mask |= CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
1591         cpu_mfence();
1592
1593         /* Let BSP move onto the next initialization stage */
1594         rel_mplock();
1595
1596         /*
1597          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
1598          * then get the MP lock.
1599          *
1600          * Note: We are in a critical section.
1601          *
1602          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1603          *
1604          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1605          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
1606          * caching it.
1607          */
1608         while (mp_finish == 0)
1609                 cpu_lfence();
1610         while (try_mplock() == 0)
1611                 ;
1612
1613         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1614         cpu_invltlb();
1615
1616         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
1617         mem_range_AP_init();
1618
1619         /*
1620          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
1621          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
1622          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
1623          * message interlock could be left set which would also prevent
1624          * further IPIs.
1625          *
1626          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
1627          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
1628          * because we returning almost directly into the idle loop.
1629          *
1630          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
1631          * nothing we've done put it there.
1632          */
1633         KKASSERT(get_mplock_count(curthread) == 1);
1634         smp_active_mask |= CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
1635
1636         /*
1637          * Enable interrupts here.  idle_restore will also do it, but
1638          * doing it here lets us clean up any strays that got posted to
1639          * the CPU during the AP boot while we are still in a critical
1640          * section.
1641          */
1642         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
1643         bzero(mdcpu->gd_ipending, sizeof(mdcpu->gd_ipending));
1644
1645         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
1646         lwkt_process_ipiq();
1647
1648         /*
1649          * Releasing the mp lock lets the BSP finish up the SMP init
1650          */
1651         rel_mplock();
1652         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
1657  */
1658 static
1659 void
1660 ap_finish(void)
1661 {
1662         mp_finish = 1;
1663         if (bootverbose)
1664                 kprintf("Finish MP startup\n");
1665         rel_mplock();
1666         while (smp_active_mask != smp_startup_mask)
1667                 cpu_lfence();
1668         while (try_mplock() == 0)
1669                 ;
1670         if (bootverbose)
1671                 kprintf("Active CPU Mask: %08x\n", smp_active_mask);
1672 }
1673
1674 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL)
1675
1676 void
1677 cpu_send_ipiq(int dcpu)
1678 {
1679         if (CPUMASK(dcpu) & smp_active_mask)
1680                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1681 }
1682
1683 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
1684 /*
1685  * Returns 0 on failure, 1 on success
1686  */
1687 int
1688 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
1689 {
1690         int r = 0;
1691         if (CPUMASK(dcpu) & smp_active_mask) {
1692                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
1693                                         APIC_DELMODE_FIXED);
1694         }
1695         return(r);
1696 }
1697 #endif
1698
1699 static int
1700 mptable_bus_info_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
1701 {
1702         struct mptable_bus_info *bus_info = xarg;
1703         const struct BUSENTRY *ent;
1704         struct mptable_bus *bus;
1705
1706         if (type != 1)
1707                 return 0;
1708
1709         ent = pos;
1710         TAILQ_FOREACH(bus, &bus_info->mbi_list, mb_link) {
1711                 if (bus->mb_id == ent->bus_id) {
1712                         kprintf("mptable_bus_info_alloc: duplicated bus id "
1713                                 "(%d)\n", bus->mb_id);
1714                         return EINVAL;
1715                 }
1716         }
1717
1718         bus = NULL;
1719         if (strncmp(ent->bus_type, "PCI", 3) == 0) {
1720                 bus = kmalloc(sizeof(*bus), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
1721                 bus->mb_type = MPTABLE_BUS_PCI;
1722         } else if (strncmp(ent->bus_type, "ISA", 3) == 0) {
1723                 bus = kmalloc(sizeof(*bus), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
1724                 bus->mb_type = MPTABLE_BUS_ISA;
1725         }
1726
1727         if (bus != NULL) {
1728                 bus->mb_id = ent->bus_id;
1729                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bus_info->mbi_list, bus, mb_link);
1730         }
1731         return 0;
1732 }
1733
1734 static void
1735 mptable_bus_info_alloc(const mpcth_t cth, struct mptable_bus_info *bus_info)
1736 {
1737         int error;
1738
1739         bzero(bus_info, sizeof(*bus_info));
1740         TAILQ_INIT(&bus_info->mbi_list);
1741
1742         error = mptable_iterate_entries(cth, mptable_bus_info_callback, bus_info);
1743         if (error)
1744                 mptable_bus_info_free(bus_info);
1745 }
1746
1747 static void
1748 mptable_bus_info_free(struct mptable_bus_info *bus_info)
1749 {
1750         struct mptable_bus *bus;
1751
1752         while ((bus = TAILQ_FIRST(&bus_info->mbi_list)) != NULL) {
1753                 TAILQ_REMOVE(&bus_info->mbi_list, bus, mb_link);
1754                 kfree(bus, M_TEMP);
1755         }
1756 }
1757
1758 struct mptable_lapic_cbarg1 {
1759         int     cpu_count;
1760         int     ht_fixup;
1761         u_int   ht_apicid_mask;
1762 };
1763
1764 static int
1765 mptable_lapic_pass1_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
1766 {
1767         const struct PROCENTRY *ent;
1768         struct mptable_lapic_cbarg1 *arg = xarg;
1769
1770         if (type != 0)
1771                 return 0;
1772         ent = pos;
1773
1774         if ((ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN) == 0)
1775                 return 0;
1776
1777         arg->cpu_count++;
1778         if (ent->apic_id < 32) {
1779                 arg->ht_apicid_mask |= 1 << ent->apic_id;
1780         } else if (arg->ht_fixup) {
1781                 kprintf("MPTABLE: lapic id > 32, disable HTT fixup\n");
1782                 arg->ht_fixup = 0;
1783         }
1784         return 0;
1785 }
1786
1787 struct mptable_lapic_cbarg2 {
1788         int     cpu;
1789         int     logical_cpus;
1790         int     found_bsp;
1791 };
1792
1793 static int
1794 mptable_lapic_pass2_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
1795 {
1796         const struct PROCENTRY *ent;
1797         struct mptable_lapic_cbarg2 *arg = xarg;
1798
1799         if (type != 0)
1800                 return 0;
1801         ent = pos;
1802
1803         if (ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
1804                 KKASSERT(!arg->found_bsp);
1805                 arg->found_bsp = 1;
1806         }
1807
1808         if (processor_entry(ent, arg->cpu))
1809                 arg->cpu++;
1810
1811         if (arg->logical_cpus) {
1812                 struct PROCENTRY proc;
1813                 int i;
1814
1815                 /*
1816                  * Create fake mptable processor entries
1817                  * and feed them to processor_entry() to
1818                  * enumerate the logical CPUs.
1819                  */
1820                 bzero(&proc, sizeof(proc));
1821                 proc.type = 0;
1822                 proc.cpu_flags = PROCENTRY_FLAG_EN;
1823                 proc.apic_id = ent->apic_id;
1824
1825                 for (i = 1; i < arg->logical_cpus; i++) {
1826                         proc.apic_id++;
1827                         processor_entry(&proc, arg->cpu);
1828                         arg->cpu++;
1829                 }
1830         }
1831         return 0;
1832 }
1833
1834 static void
1835 mptable_lapic_default(void)
1836 {
1837         int ap_apicid, bsp_apicid;
1838
1839         mp_naps = 1; /* exclude BSP */
1840
1841         /* Map local apic before the id field is accessed */
1842         lapic_map(DEFAULT_APIC_BASE);
1843
1844         bsp_apicid = APIC_ID(lapic.id);
1845         ap_apicid = (bsp_apicid == 0) ? 1 : 0;
1846
1847         /* BSP */
1848         mp_set_cpuids(0, bsp_apicid);
1849         /* one and only AP */
1850         mp_set_cpuids(1, ap_apicid);
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Configure:
1855  *     mp_naps
1856  *     ID_TO_CPU(N), APIC ID to logical CPU table
1857  *     CPU_TO_ID(N), logical CPU to APIC ID table
1858  */
1859 static void
1860 mptable_lapic_enumerate(struct lapic_enumerator *e)
1861 {
1862         struct mptable_pos mpt;
1863         struct mptable_lapic_cbarg1 arg1;
1864         struct mptable_lapic_cbarg2 arg2;
1865         mpcth_t cth;
1866         int error, logical_cpus = 0;
1867         vm_offset_t lapic_addr;
1868
1869         if (mptable_use_default) {
1870                 mptable_lapic_default();
1871                 return;
1872         }
1873
1874         error = mptable_map(&mpt);
1875         if (error)
1876                 panic("mptable_lapic_enumerate mptable_map failed\n");
1877         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
1878
1879         cth = mpt.mp_cth;
1880
1881         /* Save local apic address */
1882         lapic_addr = (vm_offset_t)cth->apic_address;
1883         KKASSERT(lapic_addr != 0);
1884
1885         /*
1886          * Find out how many CPUs do we have
1887          */
1888         bzero(&arg1, sizeof(arg1));
1889         arg1.ht_fixup = 1; /* Apply ht fixup by default */
1890
1891         error = mptable_iterate_entries(cth,
1892                     mptable_lapic_pass1_callback, &arg1);
1893         if (error)
1894                 panic("mptable_iterate_entries(lapic_pass1) failed\n");
1895         KKASSERT(arg1.cpu_count != 0);
1896
1897         /* See if we need to fixup HT logical CPUs. */
1898         if (arg1.ht_fixup) {
1899                 logical_cpus = mptable_hyperthread_fixup(arg1.ht_apicid_mask,
1900                                                          arg1.cpu_count);
1901                 if (logical_cpus != 0)
1902                         arg1.cpu_count *= logical_cpus;
1903         }
1904         mp_naps = arg1.cpu_count;
1905
1906         /* Qualify the numbers again, after possible HT fixup */
1907         if (mp_naps > MAXCPU) {
1908                 kprintf("Warning: only using %d of %d available CPUs!\n",
1909                         MAXCPU, mp_naps);
1910                 mp_naps = MAXCPU;
1911         }
1912
1913         --mp_naps;      /* subtract the BSP */
1914
1915         /*
1916          * Link logical CPU id to local apic id
1917          */
1918         bzero(&arg2, sizeof(arg2));
1919         arg2.cpu = 1;
1920         arg2.logical_cpus = logical_cpus;
1921
1922         error = mptable_iterate_entries(cth,
1923                     mptable_lapic_pass2_callback, &arg2);
1924         if (error)
1925                 panic("mptable_iterate_entries(lapic_pass2) failed\n");
1926         KKASSERT(arg2.found_bsp);
1927
1928         /* Map local apic */
1929         lapic_map(lapic_addr);
1930
1931         mptable_unmap(&mpt);
1932 }
1933
1934 struct mptable_lapic_probe_cbarg {
1935         int     cpu_count;
1936         int     found_bsp;
1937 };
1938
1939 static int
1940 mptable_lapic_probe_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
1941 {
1942         const struct PROCENTRY *ent;
1943         struct mptable_lapic_probe_cbarg *arg = xarg;
1944
1945         if (type != 0)
1946                 return 0;
1947         ent = pos;
1948
1949         if ((ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN) == 0)
1950                 return 0;
1951         arg->cpu_count++;
1952
1953         if (ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
1954                 if (arg->found_bsp) {
1955                         kprintf("more than one BSP in base MP table\n");
1956                         return EINVAL;
1957                 }
1958                 arg->found_bsp = 1;
1959         }
1960         return 0;
1961 }
1962
1963 static int
1964 mptable_lapic_probe(struct lapic_enumerator *e)
1965 {
1966         struct mptable_pos mpt;
1967         struct mptable_lapic_probe_cbarg arg;
1968         mpcth_t cth;
1969         int error;
1970
1971         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
1972                 return ENXIO;
1973
1974         if (mptable_use_default)
1975                 return 0;
1976
1977         error = mptable_map(&mpt);
1978         if (error)
1979                 return error;
1980         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
1981
1982         error = EINVAL;
1983         cth = mpt.mp_cth;
1984
1985         if (cth->apic_address == 0)
1986                 goto done;
1987
1988         bzero(&arg, sizeof(arg));
1989         error = mptable_iterate_entries(cth,
1990                     mptable_lapic_probe_callback, &arg);
1991         if (!error) {
1992                 if (arg.cpu_count == 0) {
1993                         kprintf("MP table contains no processor entries\n");
1994                         error = EINVAL;
1995                 } else if (!arg.found_bsp) {
1996                         kprintf("MP table does not contains BSP entry\n");
1997                         error = EINVAL;
1998                 }
1999         }
2000 done:
2001         mptable_unmap(&mpt);
2002         return error;
2003 }
2004
2005 static struct lapic_enumerator  mptable_lapic_enumerator = {
2006         .lapic_prio = LAPIC_ENUM_PRIO_MPTABLE,
2007         .lapic_probe = mptable_lapic_probe,
2008         .lapic_enumerate = mptable_lapic_enumerate
2009 };
2010
2011 static void
2012 mptable_lapic_enum_register(void)
2013 {
2014         lapic_enumerator_register(&mptable_lapic_enumerator);
2015 }
2016 SYSINIT(mptable_lapic, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_ANY,
2017         mptable_lapic_enum_register, 0);
2018
2019 static int
2020 mptable_ioapic_list_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
2021 {
2022         const struct IOAPICENTRY *ent;
2023         struct mptable_ioapic *nioapic, *ioapic;
2024
2025         if (type != 2)
2026                 return 0;
2027         ent = pos;
2028
2029         if ((ent->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN) == 0)
2030                 return 0;
2031
2032         if (ent->apic_address == 0) {
2033                 kprintf("mptable_ioapic_create_list: zero IOAPIC addr\n");
2034                 return EINVAL;
2035         }
2036
2037         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
2038                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->apic_id) {
2039                         kprintf("mptable_ioapic_create_list: duplicated "
2040                                 "apic id %d\n", ioapic->mio_apic_id);
2041                         return EINVAL;
2042                 }
2043                 if (ioapic->mio_addr == (uint32_t)ent->apic_address) {
2044                         kprintf("mptable_ioapic_create_list: overlapped "
2045                                 "IOAPIC addr 0x%08x", ioapic->mio_addr);
2046                         return EINVAL;
2047                 }
2048         }
2049
2050         nioapic = kmalloc(sizeof(*nioapic), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
2051         nioapic->mio_apic_id = ent->apic_id;
2052         nioapic->mio_addr = (uint32_t)ent->apic_address;
2053
2054         /*
2055          * Create IOAPIC list in ascending order of APIC ID
2056          */
2057         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ioapic, &mptable_ioapic_list,
2058             mptable_ioapic_list, mio_link) {
2059                 if (nioapic->mio_apic_id > ioapic->mio_apic_id) {
2060                         TAILQ_INSERT_AFTER(&mptable_ioapic_list,
2061                             ioapic, nioapic, mio_link);
2062                         break;
2063                 }
2064         }
2065         if (ioapic == NULL)
2066                 TAILQ_INSERT_HEAD(&mptable_ioapic_list, nioapic, mio_link);
2067
2068         return 0;
2069 }
2070
2071 static void
2072 mptable_ioapic_create_list(void)
2073 {
2074         struct mptable_ioapic *ioapic;
2075         struct mptable_pos mpt;
2076         int idx, error;
2077
2078         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
2079                 return;
2080
2081         if (mptable_use_default) {
2082                 ioapic = kmalloc(sizeof(*ioapic), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
2083                 ioapic->mio_idx = 0;
2084                 ioapic->mio_apic_id = 0;        /* NOTE: any value is ok here */
2085                 ioapic->mio_addr = 0xfec00000;  /* XXX magic number */
2086
2087                 TAILQ_INSERT_HEAD(&mptable_ioapic_list, ioapic, mio_link);
2088                 return;
2089         }
2090
2091         error = mptable_map(&mpt);
2092         if (error)
2093                 panic("mptable_ioapic_create_list: mptable_map failed\n");
2094         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
2095
2096         error = mptable_iterate_entries(mpt.mp_cth,
2097                     mptable_ioapic_list_callback, NULL);
2098         if (error) {
2099                 while ((ioapic = TAILQ_FIRST(&mptable_ioapic_list)) != NULL) {
2100                         TAILQ_REMOVE(&mptable_ioapic_list, ioapic, mio_link);
2101                         kfree(ioapic, M_DEVBUF);
2102                 }
2103                 goto done;
2104         }
2105
2106         /*
2107          * Assign index number for each IOAPIC
2108          */
2109         idx = 0;
2110         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
2111                 ioapic->mio_idx = idx;
2112                 ++idx;
2113         }
2114 done:
2115         mptable_unmap(&mpt);
2116 }
2117 SYSINIT(mptable_ioapic_list, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_SECOND,
2118         mptable_ioapic_create_list, 0);
2119
2120 static int
2121 mptable_pci_int_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
2122 {
2123         const struct mptable_bus_info *bus_info = xarg;
2124         const struct mptable_ioapic *ioapic;
2125         const struct mptable_bus *bus;
2126         struct mptable_pci_int *pci_int;
2127         const struct INTENTRY *ent;
2128         int pci_pin, pci_dev;
2129
2130         if (type != 3)
2131                 return 0;
2132         ent = pos;
2133
2134         if (ent->int_type != 0)
2135                 return 0;
2136
2137         TAILQ_FOREACH(bus, &bus_info->mbi_list, mb_link) {
2138                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_PCI &&
2139                     bus->mb_id == ent->src_bus_id)
2140                         break;
2141         }
2142         if (bus == NULL)
2143                 return 0;
2144
2145         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
2146                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->dst_apic_id)
2147                         break;
2148         }
2149         if (ioapic == NULL) {
2150                 kprintf("MPTABLE: warning PCI int dst apic id %d "
2151                         "does not exist\n", ent->dst_apic_id);
2152                 return 0;
2153         }
2154
2155         pci_pin = ent->src_bus_irq & 0x3;
2156         pci_dev = (ent->src_bus_irq >> 2) & 0x1f;
2157
2158         TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link) {
2159                 if (pci_int->mpci_bus == ent->src_bus_id &&
2160                     pci_int->mpci_dev == pci_dev &&
2161                     pci_int->mpci_pin == pci_pin) {
2162                         if (pci_int->mpci_ioapic_idx == ioapic->mio_idx &&
2163                             pci_int->mpci_ioapic_pin == ent->dst_apic_int) {
2164                                 kprintf("MPTABLE: warning duplicated "
2165                                         "PCI int entry for "
2166                                         "bus %d, dev %d, pin %d\n",
2167                                         pci_int->mpci_bus,
2168                                         pci_int->mpci_dev,
2169                                         pci_int->mpci_pin);
2170                                 return 0;
2171                         } else {
2172                                 kprintf("mptable_pci_int_register: "
2173                                         "conflict PCI int entry for "
2174                                         "bus %d, dev %d, pin %d, "
2175                                         "IOAPIC %d.%d -> %d.%d\n",
2176                                         pci_int->mpci_bus,
2177                                         pci_int->mpci_dev,
2178                                         pci_int->mpci_pin,
2179                                         pci_int->mpci_ioapic_idx,
2180                                         pci_int->mpci_ioapic_pin,
2181                                         ioapic->mio_idx,
2182                                         ent->dst_apic_int);
2183                                 return EINVAL;
2184                         }
2185                 }
2186         }
2187
2188         pci_int = kmalloc(sizeof(*pci_int), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
2189
2190         pci_int->mpci_bus = ent->src_bus_id;
2191         pci_int->mpci_dev = pci_dev;
2192         pci_int->mpci_pin = pci_pin;
2193         pci_int->mpci_ioapic_idx = ioapic->mio_idx;
2194         pci_int->mpci_ioapic_pin = ent->dst_apic_int;
2195
2196         TAILQ_INSERT_TAIL(&mptable_pci_int_list, pci_int, mpci_link);
2197
2198         return 0;
2199 }
2200
2201 static void
2202 mptable_pci_int_register(void)
2203 {
2204         struct mptable_bus_info bus_info;
2205         const struct mptable_bus *bus;
2206         struct mptable_pci_int *pci_int;
2207         struct mptable_pos mpt;
2208         int error, force_pci0, npcibus;
2209         mpcth_t cth;
2210
2211         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
2212                 return;
2213
2214         if (mptable_use_default)
2215                 return;
2216
2217         if (TAILQ_EMPTY(&mptable_ioapic_list))
2218                 return;
2219
2220         error = mptable_map(&mpt);
2221         if (error)
2222                 panic("mptable_pci_int_register: mptable_map failed\n");
2223         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
2224
2225         cth = mpt.mp_cth;
2226
2227         mptable_bus_info_alloc(cth, &bus_info);
2228         if (TAILQ_EMPTY(&bus_info.mbi_list))
2229                 goto done;
2230
2231         force_pci0 = 0;
2232         npcibus = 0;
2233         TAILQ_FOREACH(bus, &bus_info.mbi_list, mb_link) {
2234                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_PCI)
2235                         ++npcibus;
2236         }
2237         if (npcibus == 0) {
2238                 mptable_bus_info_free(&bus_info);
2239                 goto done;
2240         } else if (npcibus == 1) {
2241                 force_pci0 = 1;
2242         }
2243
2244         error = mptable_iterate_entries(cth,
2245                     mptable_pci_int_callback, &bus_info);
2246
2247         mptable_bus_info_free(&bus_info);
2248
2249         if (error) {
2250                 while ((pci_int = TAILQ_FIRST(&mptable_pci_int_list)) != NULL) {
2251                         TAILQ_REMOVE(&mptable_pci_int_list, pci_int, mpci_link);
2252                         kfree(pci_int, M_DEVBUF);
2253                 }
2254                 goto done;
2255         }
2256
2257         if (force_pci0) {
2258                 TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link)
2259                         pci_int->mpci_bus = 0;
2260         }
2261 done:
2262         mptable_unmap(&mpt);
2263 }
2264 SYSINIT(mptable_pci, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_ANY,
2265         mptable_pci_int_register, 0);
2266
2267 struct mptable_ioapic_probe_cbarg {
2268         const struct mptable_bus_info *bus_info;
2269 };
2270
2271 static int
2272 mptable_ioapic_probe_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
2273 {
2274         struct mptable_ioapic_probe_cbarg *arg = xarg;
2275         const struct mptable_ioapic *ioapic;
2276         const struct mptable_bus *bus;
2277         const struct INTENTRY *ent;
2278
2279         if (type != 3)
2280                 return 0;
2281         ent = pos;
2282
2283         if (ent->int_type != 0)
2284                 return 0;
2285
2286         TAILQ_FOREACH(bus, &arg->bus_info->mbi_list, mb_link) {
2287                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_ISA &&
2288                     bus->mb_id == ent->src_bus_id)
2289                         break;
2290         }
2291         if (bus == NULL)
2292                 return 0;
2293
2294         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
2295                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->dst_apic_id)
2296                         break;
2297         }
2298         if (ioapic == NULL) {
2299                 kprintf("MPTABLE: warning ISA int dst apic id %d "
2300                         "does not exist\n", ent->dst_apic_id);
2301                 return 0;
2302         }
2303
2304         /* XXX magic number */
2305         if (ent->src_bus_irq >= 16) {
2306                 kprintf("mptable_ioapic_probe: invalid ISA irq (%d)\n",
2307                         ent->src_bus_irq);
2308                 return EINVAL;
2309         }
2310         return 0;
2311 }
2312
2313 static int
2314 mptable_ioapic_probe(struct ioapic_enumerator *e)
2315 {
2316         struct mptable_ioapic_probe_cbarg arg;
2317         struct mptable_bus_info bus_info;
2318         struct mptable_pos mpt;
2319         mpcth_t cth;
2320         int error;
2321
2322         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
2323                 return ENXIO;
2324
2325         if (mptable_use_default)
2326                 return 0;
2327
2328         if (TAILQ_EMPTY(&mptable_ioapic_list))
2329                 return ENXIO;
2330
2331         error = mptable_map(&mpt);
2332         if (error)
2333                 panic("mptable_ioapic_probe: mptable_map failed\n");
2334         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
2335
2336         cth = mpt.mp_cth;
2337
2338         mptable_bus_info_alloc(cth, &bus_info);
2339
2340         bzero(&arg, sizeof(arg));
2341         arg.bus_info = &bus_info;
2342
2343         error = mptable_iterate_entries(cth,
2344                     mptable_ioapic_probe_callback, &arg);
2345
2346         mptable_bus_info_free(&bus_info);
2347         mptable_unmap(&mpt);
2348
2349         return error;
2350 }
2351
2352 struct mptable_ioapic_int_cbarg {
2353         const struct mptable_bus_info *bus_info;
2354         int     ioapic_nint;
2355 };
2356
2357 static int
2358 mptable_ioapic_int_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
2359 {
2360         struct mptable_ioapic_int_cbarg *arg = xarg;
2361         const struct mptable_ioapic *ioapic;
2362         const struct mptable_bus *bus;
2363         const struct INTENTRY *ent;
2364         int gsi;
2365
2366         if (type != 3)
2367                 return 0;
2368
2369         arg->ioapic_nint++;
2370
2371         ent = pos;
2372         if (ent->int_type != 0)
2373                 return 0;
2374
2375         TAILQ_FOREACH(bus, &arg->bus_info->mbi_list, mb_link) {
2376                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_ISA &&
2377                     bus->mb_id == ent->src_bus_id)
2378                         break;
2379         }
2380         if (bus == NULL)
2381                 return 0;
2382
2383         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
2384                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->dst_apic_id)
2385                         break;
2386         }
2387         if (ioapic == NULL) {
2388                 kprintf("MPTABLE: warning ISA int dst apic id %d "
2389                         "does not exist\n", ent->dst_apic_id);
2390                 return 0;
2391         }
2392
2393         if (ent->dst_apic_int >= ioapic->mio_npin) {
2394                 panic("mptable_ioapic_enumerate: invalid I/O APIC "
2395                       "pin %d, should be < %d",
2396                       ent->dst_apic_int, ioapic->mio_npin);
2397         }
2398         gsi = ioapic->mio_gsi_base + ent->dst_apic_int;
2399
2400         if (ent->src_bus_irq != gsi) {
2401                 if (bootverbose) {
2402                         kprintf("MPTABLE: INTSRC irq %d -> GSI %d\n",
2403                                 ent->src_bus_irq, gsi);
2404                 }
2405                 ioapic_intsrc(ent->src_bus_irq, gsi,
2406                     INTR_TRIGGER_EDGE, INTR_POLARITY_HIGH);
2407         }
2408         return 0;
2409 }
2410
2411 static void
2412 mptable_ioapic_enumerate(struct ioapic_enumerator *e)
2413 {
2414         struct mptable_bus_info bus_info;
2415         struct mptable_ioapic *ioapic;
2416         struct mptable_pos mpt;
2417         mpcth_t cth;
2418         int error;
2419
2420         KKASSERT(mptable_fps_phyaddr != 0);
2421         KKASSERT(!TAILQ_EMPTY(&mptable_ioapic_list));
2422
2423         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
2424                 const struct mptable_ioapic *prev_ioapic;
2425                 uint32_t ver;
2426                 void *addr;
2427
2428                 addr = ioapic_map(ioapic->mio_addr);
2429
2430                 ver = ioapic_read(addr, IOAPIC_VER);
2431                 ioapic->mio_npin = ((ver & IOART_VER_MAXREDIR)
2432                                     >> MAXREDIRSHIFT) + 1;
2433
2434                 prev_ioapic = TAILQ_PREV(ioapic,
2435                                 mptable_ioapic_list, mio_link);
2436                 if (prev_ioapic == NULL) {
2437                         ioapic->mio_gsi_base = 0;
2438                 } else {
2439                         ioapic->mio_gsi_base =
2440                                 prev_ioapic->mio_gsi_base +
2441                                 prev_ioapic->mio_npin;
2442                 }
2443                 ioapic_add(addr, ioapic->mio_gsi_base,
2444                     ioapic->mio_npin);
2445
2446                 if (bootverbose) {
2447                         kprintf("MPTABLE: IOAPIC addr 0x%08x, "
2448                                 "apic id %d, idx %d, gsi base %d, npin %d\n",
2449                                 ioapic->mio_addr,
2450                                 ioapic->mio_apic_id,
2451                                 ioapic->mio_idx,
2452                                 ioapic->mio_gsi_base,
2453                                 ioapic->mio_npin);
2454                 }
2455         }
2456
2457         if (mptable_use_default) {
2458                 if (bootverbose)
2459                         kprintf("MPTABLE: INTSRC irq 0 -> GSI 2 (default)\n");
2460                 ioapic_intsrc(0, 2, INTR_TRIGGER_EDGE, INTR_POLARITY_HIGH);
2461                 return;
2462         }
2463
2464         error = mptable_map(&mpt);
2465         if (error)
2466                 panic("mptable_ioapic_probe: mptable_map failed\n");
2467         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
2468
2469         cth = mpt.mp_cth;
2470
2471         mptable_bus_info_alloc(cth, &bus_info);
2472
2473         if (TAILQ_EMPTY(&bus_info.mbi_list)) {
2474                 if (bootverbose)
2475                         kprintf("MPTABLE: INTSRC irq 0 -> GSI 2 (no bus)\n");
2476                 ioapic_intsrc(0, 2, INTR_TRIGGER_EDGE, INTR_POLARITY_HIGH);
2477         } else {
2478                 struct mptable_ioapic_int_cbarg arg;
2479
2480                 bzero(&arg, sizeof(arg));
2481                 arg.bus_info = &bus_info;
2482
2483                 error = mptable_iterate_entries(cth,
2484                             mptable_ioapic_int_callback, &arg);
2485                 if (error)
2486                         panic("mptable_ioapic_int failed\n");
2487
2488                 if (arg.ioapic_nint == 0) {
2489                         if (bootverbose) {
2490                                 kprintf("MPTABLE: INTSRC irq 0 -> GSI 2 "
2491                                         "(no int)\n");
2492                         }
2493                         ioapic_intsrc(0, 2, INTR_TRIGGER_EDGE,
2494                             INTR_POLARITY_HIGH);
2495                 }
2496         }
2497
2498         mptable_bus_info_free(&bus_info);
2499
2500         mptable_unmap(&mpt);
2501 }
2502
2503 static struct ioapic_enumerator mptable_ioapic_enumerator = {
2504         .ioapic_prio = IOAPIC_ENUM_PRIO_MPTABLE,
2505         .ioapic_probe = mptable_ioapic_probe,
2506         .ioapic_enumerate = mptable_ioapic_enumerate
2507 };
2508
2509 static void
2510 mptable_ioapic_enum_register(void)
2511 {
2512         ioapic_enumerator_register(&mptable_ioapic_enumerator);
2513 }
2514 SYSINIT(mptable_ioapic, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_ANY,
2515         mptable_ioapic_enum_register, 0);
2516
2517 void
2518 mptable_pci_int_dump(void)
2519 {
2520         const struct mptable_pci_int *pci_int;
2521
2522         TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link) {
2523                 kprintf("MPTABLE: %d:%d INT%c -> IOAPIC %d.%d\n",
2524                         pci_int->mpci_bus,
2525                         pci_int->mpci_dev,
2526                         pci_int->mpci_pin + 'A',
2527                         pci_int->mpci_ioapic_idx,
2528                         pci_int->mpci_ioapic_pin);
2529         }
2530 }
2531
2532 int
2533 mptable_pci_int_route(int bus, int dev, int pin, int intline)
2534 {
2535         const struct mptable_pci_int *pci_int;
2536         int irq = -1;
2537
2538         KKASSERT(pin >= 1);
2539         --pin;  /* zero based */
2540
2541         TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link) {
2542                 if (pci_int->mpci_bus == bus &&
2543                     pci_int->mpci_dev == dev &&
2544                     pci_int->mpci_pin == pin)
2545                         break;
2546         }
2547         if (pci_int != NULL) {
2548                 int gsi;
2549
2550                 gsi = ioapic_gsi(pci_int->mpci_ioapic_idx,
2551                         pci_int->mpci_ioapic_pin);
2552                 if (gsi >= 0) {
2553                         irq = ioapic_abi_find_gsi(gsi,
2554                                 INTR_TRIGGER_LEVEL, INTR_POLARITY_LOW);
2555                 }
2556         }
2557
2558         if (irq < 0) {
2559                 if (bootverbose) {
2560                         kprintf("MPTABLE: fixed interrupt routing "
2561                                 "for %d:%d INT%c\n", bus, dev, pin + 'A');
2562                 }
2563
2564                 irq = ioapic_abi_find_irq(intline,
2565                         INTR_TRIGGER_LEVEL, INTR_POLARITY_LOW);
2566         }
2567
2568         if (irq >= 0 && bootverbose) {
2569                 kprintf("MPTABLE: %d:%d INT%c routed to irq %d\n",
2570                         bus, dev, pin + 'A', irq);
2571         }
2572         return irq;
2573 }